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2017年3D打印技术在医疗领域的七大研究进展

2017-04-02 00:05
魏丁小陆
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医药生物行业是目前3D打印技术扩张最为迅猛的行业。3D打印技术能够为医疗生物行业提供更完整的个性化解决方案; 生物3D打印技术将促进再生医学领域在人造活体组织与器官的研究。 在个性化解决方案方面,比较典型的应用有3D手术预规划模型、手术导板、3D打印植入物,以及假肢、助听器等康复医疗器械。在再生医学领域,研究人员已经在利用生物3D打印技术培养人造器官方面取得了值得肯定的进展。本文主要观察了2017年第一季度,医用3D打印技术在如下7个领域的最新进展。

1 手术规划模型

对于风险高难度大的手术,术前规划十分重要。传统上,通过CT、核磁共振(MRI)等影像设备获取患者的数据,是做医生手术预规划的基础,但得到的医学影像是二维的,之后还需要利用软件将二维数据转成逼真的三维数据。3D打印机可以将三维模型直接打印出来,既可辅助医生进行精准的手术规划、提升手术的成功率,又方便医生与患者就手术方案进行直观的沟通。此外,即使在治疗失败,3D打印也可以为医患双方提供可溯源的依据。

世界首例Mr混合现实技术辅助的乳房重建手术完成

2017年3月,湖南省肿瘤医院医生术中头戴已经输入患者三维影像信息的HoloLens眼镜,术前3D血管数据个性化精确设计切取面积为22cm*14cm的股内侧穿支皮瓣游离移植一期重建乳房,手术历时6个小时就得以安全顺利完成。

辅助肿瘤手术的3D打印肝脏模型普及有望,仅需不到 150 美元

3月初,波兰克拉科夫一医学团队通过展示了肝脏内部肿瘤、内循环系统,以及对外科医生或将面临的种种问题予以参照。研究者以一名 52 岁的女病人的肝脏为样本,先获得其肝脏 CT 扫描,再使用 PLA 彩色材料的标准 3D 打印机,进行六个部件的打印。随后搭建起“肝薄壁组织的支架(liver parenchyma scaffold)”,再填充硅胶材料。完成后的模型即能清晰可见肝脏,包括形状、质量,还有肿瘤及内部些许血管。总共花费约 160 小时,模型成本低于 150 美元。相比于2015 年日本筑波大学科研团队的研究,此项3D肝脏模型将成本拉至可接受的水平,让大部分病患能承担得起,定制化的治疗方案对手术成功率提升亦有所助益。

3D打印心脏模型挽救洛杉矶婴儿生命

当18个月大的Nate Yamane由于心脏肺动脉变窄开始危及生命时,儿科心脏病专家Frank Ing意识到他需要一个支架,一个用于治疗狭窄或弱动脉的小网状管。使用Nate的心脏CT扫描数据,医院团队创建了阻塞区域的3D打印模型。Ing博士制作了一个特殊的小型支架,以适应从狭窄动脉的3D模型。结果是成功的:Nate的氧水平隔夜得到了改善。

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