健康产业时代的3D打印六大突破

发表于 2015-10-19 09:44:58 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 打印 上一主题 下一主题 0 14632

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本帖最后由 iCAx开思网 于 2015-10-19 09:45 编辑

近年来,生物3D打印技术已成为市场上的一大热门话题。从3D打印假肢到3D打印器官,大众对生物3D打印寄予了无限的厚望。近期,据市场研究机构Gartner最新3D行业技术成熟度报告称,3D打印技术近年来发展迅速,特别是在医疗领域实现了该技术最重要的一些应用。报告指出对医疗设备进行3D打印已经达到了最大期望值,一些专业应用已经在医疗保健领域成为常态。
  
生物3D打印医疗市场趋势分析
  
近年来,3D打印机在医疗业开始用于设计定制的医疗器械、修复学(包括假肢、牙齿)等领域。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍,用于医疗方面的制作材料,如塑料、陶瓷、金属等,其需求有望增长,各国政府也在制定和出台政策,鼓励医用3D打印业的发展。另一方面,组织工程学和人工牙种植体推动了3D打印技术在医疗健康市场上的发展,到2020年其市场份额将达到100亿元。由于3D打印技术在诸如矫形术、植牙等医疗健康领域的应用日渐增加。据估计,在未来几年内,全球3D打印产业在医疗健康市场上的份额将急速增长。
  
在健康护理行业,3D打印已经成为为个人量身定制如助听器和口腔诊疗器械等医疗用品的主流做法。其他一些3D打印技术目前离大规模应用还有较长距离,但未来市场十分激动人心。举例来说,用于髋关节和膝关节置换的设备在未来可能达到150亿美元的市场规模,这是常见的外科手术之一。对量身定制的3D打印医疗置换装置的早期应用预示了更短的痊愈时间、植入体更完善的功能,以及在复杂手术中更高的成功率。考虑到市场规模,预计3D打印的髋关节和膝关节置换装置和其他常用的医疗设备将在未来2~5年内成为主流。
  
近期国内外生物3D打印六大突破
  
除了市场规模不断拓展,生物3D打印技术也不断革新,近期涌现出划时代意义的六大突破。
  
1.国内首个商品化3D打印肝单元发布
  
2015年10月9日,杭州电子科技大学与捷诺飞生物科技有限公司联合在杭州鉴定并发布国内首个商品化3D打印肝单元"Regenovo 3DLiver TM"。据了解,这是国内首个实现商品化批量打印的生物3D打印肝单元,不仅标志着国家863计划"面向快速修复及组织器官移植应用的系列生物3D打印技术和装备开发"取得重大突破,借助这套新的生物3D打印系统,承担该项目的浙江省医学信息与生物三维打印重点实验室在2015年实现了具有稳定功能3D打印肝单元的批量生产,同时也意味着以后临床前药物肝毒性筛选可以用3D打印肝单元逐步取代。
  
2.3D打印人造血管正式面世
  
德国弗朗霍夫激光技术研究所研究人员成功利用3d打印技术制造出人造血管。据悉,人造血管多分叉结构借助于计算机的模拟设计,完全按照真实的血管结构打印。打印血管所用的材料是丙烯酸酯基的合成聚合物,这种材料可以使血管表面分布许多直径数百微米的微孔。同时利用这种材料,研究人员首次成功地打印出了与真实血管功能类似的人造血管。这一技术突破有望广泛应用在治愈皮肤创伤、人工皮肤再造和人造器官等医学领域。
  
3.凝胶超越传统全力辅助3D打印器官
  
凝胶,是用丙烯酸聚合物组成,外观触感跟洗手液很像。传统3D打印各种生物器官结构的问题在于,它们总是会在接近完成时功亏一篑。用辅助性的凝胶进行打印可以解决这个问题,使得创造物在成型前不再左右晃荡或者膨胀。目前已经将这项技术应用于打印用活体细胞材料--包括人类血管和犬肾细胞。虽然3D打印在组织和器官上的应用依然任重道远,但是研究人员对此持乐观态度,认为这种方法开辟了一种新的应用方向。
  
4.全球首款血管生物3D打印机问世
  
"国家高技术研究发展计划(863计划)--3D生物打印血管项目的重大突破和产品发布会"将于2015年10月25日14:00在中国四川省成都富力丽思卡尔酒店举行。此次发布会上蓝光英诺将发布"全球首款3D生物血管打印机"。自此,精准医疗领域将再次拓宽。
  
5.3D打印可吸收骨科生物材料诞生
  
叶川是贵阳医学院附属医院的一线临床医生、教授,还曾是哈佛大学再生医学中心访问学者。通过多年的临床实践经验,并结合在国外学习期间所学知识,最近半年,叶川团队终于成功研制出成熟的"基于3D打印技术和静电纺织技术的可吸收高强度骨科螺钉板及螺钉套"技术。
  
此项技术不仅可以通过3D打印和静电纺织技术,将患者的骨折部分建立模拟的三维实体模型,从而高效、直观地指导医生进行手术,而且能利用新型3D打印材料制作骨钉、骨板,替代传统金属材质植入患者体内。这样制作出的骨钉、骨板,不仅更加匹配患者的特殊需求,还可以被患者直接吸收,与新长出的骨头融为一体,避免了二次手术取出金属骨钉、骨板的痛苦。同时,他们使用的可吸收骨科生物材料,与目前市面上的其他同类材料相比,理化特性更好,更利于病人的术后恢复,材料的强度也更优,因而使用范围也更广,能适用于脚踝关节、手臂上臂骨折手术等。
  
6.器官打印的里程碑:柔性材料搭建人工心脏
  
近日,康奈尔大学的研究人员开发出了一种轻量级的柔性材料,并准备将其用于创建一个人工心脏。这种新材料被称为"柔性泡沫,可以用于假肢、人工器官、软机器人等装置。"
  
据开发团队介绍,使用这种柔性泡沫3D打印的心脏能够比使用金属或者塑料制成的人工心脏泵出更多的液体或者气流。目前心脏外面的硅胶尚未被FDA批准,因此这个心脏如果要用于真正的人体还要找到另外一种物质取代。此外,由于人体内部的温度较高,而且体内的环境也与一开始测试的环境不同,所以这种人工心脏在能够被用于预期的目标之前还要进一步的研究。
  
总结:随着健康产业时代的到了,3D生物打印作为一种全新技术,为精准医疗、智慧医疗个性化方案的定制提供了全新途径。3D生物打印技术,也必将成为生物医学研究领域中最具有划时代意义的全新工具!

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