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《打印生命——3d生物打印的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢綜述》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、打印生命——3D生物打印的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢綜述摘要:近年來3D打印技術(shù)快速發(fā)展,其應(yīng)用所涉領(lǐng)域越來越多。文章調(diào)査/3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢,分別從醫(yī)學(xué)模型?快速建造、組織器官代替品制作、臉部修飾與美容、制備生物醫(yī)用高分子材料四個方面進(jìn)行闡述,并就可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行思考。關(guān)鍵字:3D生物打印,醫(yī)學(xué)模型,器官代替品,臉部修飾,生物醫(yī)用高分子材料Abstract:three-dimensionalprinting(3DP)techniquedevelopsrapidlyinrecentyears,whichisappliedinmoreandmor
2、efields?Thepaperinvestigatesthat3DPtcchniquestatusispresentedinthebiomedicinefield,whichisrepresentedfromfouraspectsincludingconstructingmedicalmodelsquickly,makingloanerfororgans,facialembellishmcntandbeautifythefeatures,highpolymermaterialformedicine?Moreover,problemswhichcancaus
3、earethought.Key:three-dimensionalbiologicalprintingtechnique,medicalmodels,loaderfororgans,facialembellishment,highpolymermaterialformcdicinc引言來設(shè)想一個糟糕的情景,因為遭遇嚴(yán)重的乍禍,很多受害者不得不而臨著下肢截肢手術(shù),難道就此永遠(yuǎn)坐在輪椅上?再也無法站立起來?不必沮喪,現(xiàn)在只需要幾個小時,就可以根據(jù)你的需要,量身定做--套專屬于你的植入器官。這或許在20年前根本不能想象,如今卻有可能通過3D生物打印機(jī)來實現(xiàn)⑶。當(dāng)然
4、所用材料不是墨水,而是'生物墨水',即細(xì)胞。2013年4刀,英國格拉斯哥大學(xué)宣布成功用3D打印機(jī)合成藥品:6月,美國華盛頓兒科醫(yī)學(xué)屮心利用3D打印技術(shù),打印出全球第一顆像正常人一樣跳動的心臟……接連不斷的消息讓人們相信:3D打印在生物醫(yī)療領(lǐng)域?qū)l(fā)揮神奇的作用[1]。那么,神奇的生物3D打卬技術(shù)究竟是什么呢?生物3D打印是以計算機(jī)三維模型為基礎(chǔ),通過軟件分層離散和數(shù)控成型的方法,定位裝配生物材料或活細(xì)胞,制造人工植入支架、組織器官和醫(yī)療輔具等牛物醫(yī)學(xué)產(chǎn)占占的3D打印技術(shù)[2]。以3D打印為代表的生物打印技術(shù)止在悄然改變著人類的世界,特別是在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)川,不僅
5、給醫(yī)生帶來了新的思路,也給患者帶來了希望[3]。本文就目前迅速發(fā)展的住物打印在不同方面的國內(nèi)外現(xiàn)狀和前進(jìn)趨勢進(jìn)行了闡述,旨在幫助相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者更好地了解3D生物打印現(xiàn)狀與趨勢,促進(jìn)我國在生物打印領(lǐng)域把握機(jī)遇、搶占先機(jī),引領(lǐng)壯界發(fā)展!正文3D生物打印的發(fā)展現(xiàn)狀醫(yī)學(xué)模型快速建造醫(yī)學(xué)道具、模型、用品等材料可通過3D打印獲得。利用3D打印技術(shù),可將計算機(jī)影像數(shù)據(jù)信息形成實體結(jié)構(gòu),用于醫(yī)學(xué)教學(xué)和手術(shù)模擬。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教學(xué)模型制作方法時間長,且搬運過程容易損壞,使用3時J印技術(shù),可有效減少制作時間,根據(jù)需耍隨時制作,并降低搬運損壞的風(fēng)險。2013年6月,美國國家兒童醫(yī)為屮心兒
6、科心臟病滬家勞拉?奧利弗里通過使丿IJCT掃描患者心臟圖像,利用一部價格約25萬美元的3D打卬機(jī),成功打印制作出人體真實復(fù)制患者疾病的心臟模型,打卬岀的模型能用于復(fù)雜手術(shù)術(shù)前研究,使手術(shù)操作人員更好地掌握患者心臟結(jié)構(gòu),以此減少手術(shù)風(fēng)險。美國某醫(yī)院在所實施的頭顱分離手術(shù)前,先使用3D打印機(jī)造岀了嬰兒連體頭顱模型,并對手術(shù)方案進(jìn)行充分的研究分析。他們將往常同類型手術(shù)72小時耗時縮短到了22小時。目前,3D打印醫(yī)學(xué)模型已獲得較好的技術(shù)支持,具備一定的打印速度,能使川多種材質(zhì)進(jìn)行打印,應(yīng)用程度高,有著很好的應(yīng)用前景⑷。組織器官代替品制作人體組織器官代替物的材料要求很
7、高,實現(xiàn)難度人。但目前已有一些成功案例,比如復(fù)制人體骨骼,制作義肢等。比如,人體某塊骨骼缺失或損壞需耍置換,首先可掃描對稱的骨骼,形成計算機(jī)圖形并做對稱變換,再打印制作出相應(yīng)骨骼。與傳統(tǒng)方法相比,該技術(shù)不需要先制作模具,可直接打卬,建造速度較快。這項技術(shù)可應(yīng)用于牙種植、骨骼移植等。在制造過程中,研究人員掃描患者骨骼需求位置悄況,并設(shè)計出佇骼部件的模型,在機(jī)器作用下,材料就以層克方式累積起來,經(jīng)過固定成形,制成一個人造骨骼實物。一位比利時的83歲骨髓炎患者接受了下頜骨移植,所用的人造骨骼是一個3D打印成品,而打印出的的下頜骨未對患者的語言和表達(dá)造成影響[1]。
8、身體軟組織器官制作亦取得進(jìn)展,報道顯示,美國某大學(xué)己