生物3D打印技术辅助治疗，可构建个体化病变模型-智能制造前沿技术

生物3D打印技术辅助治疗，可构建个体化病变模型

2020-09-23 阅读量：148 来源：机智网

　　 3D打印产业的快速发展是多方面因素共同推动的结果。研发投入的增长使得技术不断完善、打印材料种类不断丰富推动3D打印机应用范围扩大、中小学和教育培训机构设立3D打印相关课程推动知识普及和人才培养。

　　3D生物打印技术的出现，为临床医学提供了崭新的3D空间和无限可能，3D生物打印技术同时满足了安全性、个体化、经济性三大原则。结合计算机技术，基于术前CT三维重建、核磁共振等多种医疗手段，3D生物打印技术在医疗产业的应用空间逐步拓宽，其应用价值也逐步得以展现。

　　从整体来看，3D生物打印技术的医学应用主要集中于检查、工具、模型、内置物、生物内植物等方面。在制作个性化内植物假体方面，3D生物打印技术可根据患者个体尺寸来打造个性化内植物假体，具有更好的融合性和灵活性，该技术可增加结构的抗菌性、纳米化性能、生物相容性，但目前的内植物假体还不能满足生物力学要求，打印产品仅限于内植物假体表面结构，如膝盖关节等。

　　与3D生物打印技术同样起到重要作用的，还有3D打印建模软件及系统。通常而言，3D打印建模软件及系统是获得较佳可视化效果的便捷工具。对于医疗行业来说，这是一种很好地立体多面呈现患者情况的助手，可进行模拟并找到高效、合理的治愈患者的方法。基于3D打印建模软件，医生可以更好地了解患者患病症状，并为进行手术做好充分准备。

　　具体来讲，制作者通过处理CT数据建立患者骨组织三维数字模型，输入快速成型机器，就能制成的1∶1快速成型模型，并与实际骨组织一致。轻易制备结构复杂、孔隙均匀、几何形态各异的骨组织工程支架，也为许多患者带来了治愈的更多可能性。

　　在生物3D打印发展日益火热之际，生物3D打印机更新迭代的速度也不断加快。早在2017年11月，我国首台高通量集成化生物3D打印机就在杭州发布。据悉，该设备关键技术创新为“离散制造微层析成像技术”。在3D打印的同时，还能基于微层析技术进行增材成像，理论上成像深度不受限，非接触、高分辨率、无细胞损伤，可在线实时反馈控制打印参数，实现对3D打印产品无损质控。

　　据市场研究公司Grand View Research预计，到2022年，全球生物3D打印市场规模将达到18.2亿美元，而以3D生物打印技术为基础的个性化植入、介入医疗器械、个性化活体组织器官等产品不但将具有千亿的市场空间，而且将为病损组织器官功能重建提供临床治疗新策略。

　　生物打印虽然发展迅速而且应用日趋广泛，但不可否认的是，仍然面临着诸多的挑战：用于打印的生物墨水研发周期长、与打印技术相配套的装备升级慢等。与此同时，生物3D打印除了利用传统3D打印的核心技术以外，所有制造过程也必须符合生物学的标准，要能保证细胞活性、组织功能，还要符合医学标准，这就需要进行大量探索与研究实践。

　　当然，从外科医生的3D打印模型制作到3D打印假肢，再到3D打印人体器官，3D打印在医疗领域的发展令人不由得惊奇与赞叹。展望未来，生物3D打印技术将在义齿制造、假肢生产、细胞模型研究等领域发挥更大作用。

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