3D打印幫助解決醫(yī)學難題
2013-04-02 11:08 來源：中關(guān)村在線 責編：陳莎莎
- 摘要：
- 中國工程院院士戴尅戎率先將3D打印技術(shù)引入到中國骨科界，由此“3D夢”之旅就此漸漸展開，無數(shù)病人、醫(yī)生夢寐以求的個性化治療愿望得以實現(xiàn)，他和他的團隊也正帶領我們一步步走向人類“脫胎換骨”的夢想實現(xiàn)。
【CPP114】訊：中國工程院院士戴尅戎率先將3D打印技術(shù)引入到中國骨科界，由此“3D夢”之旅就此漸漸展開，無數(shù)病人、醫(yī)生夢寐以求的個性化治療愿望得以實現(xiàn)，他和他的團隊也正帶領我們一步步走向人類“脫胎換骨”的夢想實現(xiàn)。
上世紀80年代，在一次煙臺舉辦的人工關(guān)節(jié)會議上，戴尅戎和時任交大精密機械系主任的王成燾結(jié)下了不解之緣。當時誰也不曾想到，此番相識竟促成了他倆此后多年的合作。他們在國內(nèi)外首先提出了優(yōu)先區(qū)定制的概念，首次將3D打印技術(shù)推廣到膝、肩、踝、肘、腕、骨盆等各個部位。戴尅戎說：“如果需要的話，現(xiàn)在我們可以對四肢所有關(guān)節(jié)、骨頭進行定制，從而制造出個性化的假體。”據(jù)了解，現(xiàn)在已有數(shù)百例病人在3D打印技術(shù)的幫助下制作了個體化的骨關(guān)節(jié)修復假體。
目前，在第九人民醫(yī)院，3D打印技術(shù)除了用于骨科，還輔助整復外科、口腔科、眼科的醫(yī)生制作塑料模型，在給患者修復顱骨、修整下巴、重塑顴骨、眼眶等部位時派上用場。
有望實現(xiàn)一步打印“人骨”
戴尅戎說：“目前3D打印出的大多數(shù)還僅僅是模型，無法直接植入人體內(nèi)，之后還是要到工廠運用傳統(tǒng)的減量制造工藝制作假體。”
難道3D打印就沒有辦法直接打印出可以植入人體的關(guān)節(jié)嗎？戴尅戎表示，若想直接打印出金屬制品也不是不可以，但在技術(shù)層面需要進行極大逾越。可喜的是，如今醫(yī)生們翹首以盼新一代3D打印機已實現(xiàn)技術(shù)突破，打印頭能發(fā)射溫度極高、焦點集中的電子束或激光，迅速融化金屬或陶瓷，一點一點完成粉末材料的“堆疊”。而用金屬材料直接打印的人工骨胳不僅能更好地與周圍組織融合，而且相比傳統(tǒng)植入物，這種人工骨擁有移植所需要的剛度和強度。戴尅戎透露，預計再經(jīng)過幾年的時間試驗和申請批準，就可進行使用。如此看來，人類實現(xiàn)“脫胎換骨”之夢僅剩下一步之遙！
戴尅戎介紹，到時不用再根據(jù)模型制作假體，這將節(jié)省大量時間，并且，由于材料的高使用率，使得生產(chǎn)一件產(chǎn)品和生產(chǎn)大量同樣產(chǎn)品的單價相同，也就是說，在獲得個性化的產(chǎn)品同時還不多花錢，真是一舉兩得。
3D打印或?qū)⒏淖兙歪t(yī)格局
3D打印技術(shù)將對人類生活帶來巨大變化，戴尅戎表示，若干年后，大規(guī)模的流水線制造模式極可能逐步走向終結(jié)，個性化的模式將受到推崇。隨著生產(chǎn)流水線的關(guān)閉，3D打印的興起，一些需要大量廠房及工人的“大產(chǎn)業(yè)”可能又會重新倒退回“小作坊”。而這，對個性化的人工器官制造，將迎來一個新紀元。
戴尅戎說：“未來，個性化的人工器官制造，不一定非得在城市。只要有3D打印設備，偏遠地區(qū)也可以根據(jù)傳送“圖紙”自制人體零部件。”因此，各類產(chǎn)品的制造可能會由現(xiàn)在的集中生產(chǎn)、全球分銷變成分散生產(chǎn)、就地銷售。物流業(yè)也將發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，運輸、銷售成本將大幅度降低。
“以后，也不用因為需要等待“人體零部件”影響手術(shù)時間了。而創(chuàng)新也可以變得很簡單，一臺筆記本電腦、一部3D打印機加上一個聰明的頭腦就能把創(chuàng)意輕松‘打印’成樣品。”戴尅戎解釋道。
戴尅戎表示，人類的生活方式也因此而悄然改變。曾經(jīng)，第一次工業(yè)革命揭開了資本主義工業(yè)化序幕，開始了城市化進程；第二次工業(yè)革命使工業(yè)化進入新階段，城市化速度加快。新的第三次工業(yè)革命說不定會反過來掀起“反城市化”趨勢。戴尅戎預測：“許多人將不再執(zhí)著于城市生活，轉(zhuǎn)而搬到城市周邊甚至更遠的地區(qū)居住，享受那里的優(yōu)美風光。同時不用擔心那里“缺醫(yī)少藥”。這將導致人口的重新布局，大城市人口密集的弊端可能化解。當然，這會是一個比較長遠的過程。”戴尅戎說。
上世紀80年代，在一次煙臺舉辦的人工關(guān)節(jié)會議上，戴尅戎和時任交大精密機械系主任的王成燾結(jié)下了不解之緣。當時誰也不曾想到，此番相識竟促成了他倆此后多年的合作。他們在國內(nèi)外首先提出了優(yōu)先區(qū)定制的概念，首次將3D打印技術(shù)推廣到膝、肩、踝、肘、腕、骨盆等各個部位。戴尅戎說：“如果需要的話，現(xiàn)在我們可以對四肢所有關(guān)節(jié)、骨頭進行定制，從而制造出個性化的假體。”據(jù)了解，現(xiàn)在已有數(shù)百例病人在3D打印技術(shù)的幫助下制作了個體化的骨關(guān)節(jié)修復假體。
目前，在第九人民醫(yī)院，3D打印技術(shù)除了用于骨科，還輔助整復外科、口腔科、眼科的醫(yī)生制作塑料模型，在給患者修復顱骨、修整下巴、重塑顴骨、眼眶等部位時派上用場。
有望實現(xiàn)一步打印“人骨”
戴尅戎說：“目前3D打印出的大多數(shù)還僅僅是模型，無法直接植入人體內(nèi)，之后還是要到工廠運用傳統(tǒng)的減量制造工藝制作假體。”
難道3D打印就沒有辦法直接打印出可以植入人體的關(guān)節(jié)嗎？戴尅戎表示，若想直接打印出金屬制品也不是不可以，但在技術(shù)層面需要進行極大逾越。可喜的是，如今醫(yī)生們翹首以盼新一代3D打印機已實現(xiàn)技術(shù)突破，打印頭能發(fā)射溫度極高、焦點集中的電子束或激光，迅速融化金屬或陶瓷，一點一點完成粉末材料的“堆疊”。而用金屬材料直接打印的人工骨胳不僅能更好地與周圍組織融合，而且相比傳統(tǒng)植入物，這種人工骨擁有移植所需要的剛度和強度。戴尅戎透露，預計再經(jīng)過幾年的時間試驗和申請批準，就可進行使用。如此看來，人類實現(xiàn)“脫胎換骨”之夢僅剩下一步之遙！
戴尅戎介紹，到時不用再根據(jù)模型制作假體，這將節(jié)省大量時間，并且，由于材料的高使用率，使得生產(chǎn)一件產(chǎn)品和生產(chǎn)大量同樣產(chǎn)品的單價相同，也就是說，在獲得個性化的產(chǎn)品同時還不多花錢，真是一舉兩得。
3D打印或?qū)⒏淖兙歪t(yī)格局
3D打印技術(shù)將對人類生活帶來巨大變化，戴尅戎表示，若干年后，大規(guī)模的流水線制造模式極可能逐步走向終結(jié)，個性化的模式將受到推崇。隨著生產(chǎn)流水線的關(guān)閉，3D打印的興起，一些需要大量廠房及工人的“大產(chǎn)業(yè)”可能又會重新倒退回“小作坊”。而這，對個性化的人工器官制造，將迎來一個新紀元。
戴尅戎說：“未來，個性化的人工器官制造，不一定非得在城市。只要有3D打印設備，偏遠地區(qū)也可以根據(jù)傳送“圖紙”自制人體零部件。”因此，各類產(chǎn)品的制造可能會由現(xiàn)在的集中生產(chǎn)、全球分銷變成分散生產(chǎn)、就地銷售。物流業(yè)也將發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，運輸、銷售成本將大幅度降低。
“以后，也不用因為需要等待“人體零部件”影響手術(shù)時間了。而創(chuàng)新也可以變得很簡單，一臺筆記本電腦、一部3D打印機加上一個聰明的頭腦就能把創(chuàng)意輕松‘打印’成樣品。”戴尅戎解釋道。
戴尅戎表示，人類的生活方式也因此而悄然改變。曾經(jīng)，第一次工業(yè)革命揭開了資本主義工業(yè)化序幕，開始了城市化進程；第二次工業(yè)革命使工業(yè)化進入新階段，城市化速度加快。新的第三次工業(yè)革命說不定會反過來掀起“反城市化”趨勢。戴尅戎預測：“許多人將不再執(zhí)著于城市生活，轉(zhuǎn)而搬到城市周邊甚至更遠的地區(qū)居住，享受那里的優(yōu)美風光。同時不用擔心那里“缺醫(yī)少藥”。這將導致人口的重新布局，大城市人口密集的弊端可能化解。當然，這會是一個比較長遠的過程。”戴尅戎說。
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