《電子技術(shù)應(yīng)用》
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大盤點 本月生物3D打印領(lǐng)域的新技術(shù)

2016-10-31

  隨著科技的迅猛發(fā)展,醫(yī)療技術(shù)也在不斷升級換代,"3D打印技術(shù)"近年來在醫(yī)療方面的應(yīng)用越來越多。接下來,小編就帶大家一起回顧本月國內(nèi)外在生物3D打印領(lǐng)域的新成果吧!

  1、3D打印會生長的人造血管

  近期,明尼蘇達大學(xué)成功研發(fā)了能自己生長的血管,并在小羊身上成功試驗。這一成功實驗無疑有利于生物研究在人造血管領(lǐng)域的發(fā)展,同時也能幫助更多的兒童免受手術(shù)之苦。而對于生物3D打印市場而言,或許也是機會所在。

  2、可定制的3D打印矯形器

  在矯具專家的幫助之下,美國南科羅拉州克萊門森大學(xué)的研究人員,研發(fā)了一種糖尿病和關(guān)節(jié)炎患者專用的3D打印矯具。這種矯具的最大特點在于,它由多種材料打印而成,且通過3D打印技術(shù),調(diào)控矯具的幾何結(jié)構(gòu),從而調(diào)控材料的柔軟程度。

  3、3D生物打印支架

  新加坡的研究人員發(fā)明了一種3D打印的支架,這種支架能夠生長出骨頭,并可以用于患者牙齒被拔掉之后放置的牙科植入物。據(jù)悉,這種支架是由一種多孔合成材料制成的,它會將成骨細胞安置在被拔了牙的牙床里,而且在促進骨骼生長方便比那種來自動物或人體的骨替代物更加有效。

  4、3D打印腎上腺素自動注射器

  DIY生物黑客組織Four Vinegar Collective研發(fā)出一種類似EpiPen的注塑設(shè)備--EpiPencil。這一裝置包含了腎上腺素針頭和一些在商店就能買到的零件,成本僅為30美元。而另一來自ProgressTH的組織改進了設(shè)計,并結(jié)合3D打印技術(shù),使得EpiPencil的成本猛降至3美元!

  5、3D打印血管支架

  美國西北大學(xué)生物工程系教授GuillermoAmeer和醫(yī)學(xué)工程系助理教授ChengSun合作3D打印出了一種血管支架。這種支架不但強韌、柔軟,而且可以降解,更重要的是還能針對不同患者定制化,所以能更有效地治療動脈阻塞。

  另外,同樣來自西北大學(xué)的研究小組新研發(fā)出一種采用了金屬絲網(wǎng)制成的3D打印支架。他們利用一種基于檸檬酸聚合物的材料進行開發(fā),使得新的支架具有很高的靈活性,具有天然的抗氧化結(jié)構(gòu),并且也可以實現(xiàn)生物降解。同時,這種3D打印血管支架可以進行預(yù)裝,在需要進行植入的部位釋放藥物,以提高其在血管壁中的愈合過程。

  6、3D打印出重要結(jié)構(gòu)接近真實功能的人體腎臟

  日前,哈佛大學(xué)材料科學(xué)家和生物工程教授詹妮弗o路易斯的實驗室利用3D打印技術(shù)制造出人體腎臟中近端小管,這是組成腎臟基本功能單位的最重要結(jié)構(gòu),其功能幾乎與健康腎臟中的近端小管完全一致。新人工組織可用來從體外幫助腎臟功能受損的患者,以及在藥物研發(fā)中測試新藥毒性,向獲得可移植人工腎臟邁出了重要一步。

  7、可控制干細胞分化方向的3D打印支架

  荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)(MU)的Moroni實驗室近日創(chuàng)建出具有梯度變化的3D打印支架,具體來說是改變支架上孔洞結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀,從而令支架具備影響干細胞分化的能力。

  8、3D成像技術(shù)

  近日,德國慕尼黑的路德維希-馬克西米利安大學(xué)(Ludwig Maximilians University)對外發(fā)布了一項具有革命性的3D成像技術(shù)--Ultimate DISCO (uDSICO)。這項新技術(shù)在基本的3D成像技術(shù)上能夠達到去掉器官、水分、脂肪和色素這些妨礙物,并達到更清楚的效果。盡管目前這項技術(shù)僅在猴子和老鼠身上做過實驗,但是研究者強調(diào),這項技術(shù)可以用在腦死亡患者的身上。隨著時間的推移、技術(shù)的不斷創(chuàng)新,這項技術(shù)相信會被外科醫(yī)生和研究人員用來研究因腦部疾病而死亡的患者。

  9、"3D打印外固定架"技術(shù)

  不久前,西安市紅會醫(yī)院研發(fā)了世界上首例"3D打印外固定架"技術(shù),是通過3D打印技術(shù)并結(jié)合計算機輔助復(fù)位技術(shù)來實現(xiàn),主要用于小腿骨折后的復(fù)位和固定。相比傳統(tǒng)技術(shù),該新技術(shù)具有復(fù)位精準、操作簡單、愈合時間短等諸多優(yōu)勢。該技術(shù)在世界上尚屬首創(chuàng)。西安市紅會醫(yī)院利用該技術(shù)已為7例骨折患者實現(xiàn)了骨折復(fù)位和固定,均取得了良好療效。

  10、3D打印超聲波傳感器

  近日,來自于新加坡南洋理工大學(xué)一個研究團隊研發(fā)了一個3D打印超聲波傳感器,它主要用來控制高壓超聲波,能夠控制移動甚至消除微小的物體目標,比如顆粒,滴狀物,生物組織等等。這項發(fā)明不但成本極低(一個兩平方厘米大小的傳感器的成本只有大概兩美元),而且對于超聲波有著極強的控制力,精確度也極高,今后在醫(yī)學(xué)實驗以及對抗癌細胞方面必定是一個強大的武器。且研究者相信這項技術(shù)能夠很快地應(yīng)用于白內(nèi)障手術(shù)。

  11、可被人體吸收的3D打印骨植入物

  據(jù)了解,一群來自莫斯科國立科技大學(xué)(National University of Science and Technology,MISIS)的研究人員剛剛推出了一種新的3D打印骨植入物。該植入物是專門針對顱骨損傷而研發(fā)的,可慢慢地被人體吸收并被天然骨組織取代。雖然研究團隊還沒有披露具體的臨床試驗計劃,但俄羅斯研究人員正在計劃將此技術(shù)應(yīng)用到口腔和上頜面外科手術(shù)中,以取代5立方厘米大的顱骨。

  12、用3D打印和折紙技術(shù)成功制造可折疊醫(yī)用植入物

  近日,荷蘭科學(xué)家和代爾夫特大學(xué)合作,取得了骨骼再生領(lǐng)域的重大技術(shù)突破。他們成功地3D打印出智能骨骼植入物,這種植入物能夠自動折疊,促進骨骼細胞再生。目前,這種植入物還沒有在患者身上進行實際測試。但毫無疑問的是,它是3D打印生物植入物上的重要進步,能減少患者負擔和后續(xù)手術(shù)。

  小結(jié):醫(yī)療其實是一門綜合性學(xué)科,需要眾多學(xué)科跨界交叉研究。而對于3D打印本身來說,目前還是具有一定的局限性,比如說人們無法對復(fù)雜的臟器進行全面的認知等等。但是不管怎樣,隨著時間的推移,3D打印技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,也在逐步顛覆人們對現(xiàn)有醫(yī)療的認知度。無論是國外還是國內(nèi),全球眾多國家都在積極投入人力物力財力,為生物3D打印創(chuàng)造一個又一個神話。


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