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皓天鑫
智能制造網(wǎng)訊 3D打印產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是多方面因素共同推動的結(jié)果。研發(fā)投入的增長使得技術(shù)不斷完善、打印材料種類不斷豐富推動3D打印機應(yīng)用范圍擴大、中小學(xué)和教育培訓(xùn)機構(gòu)設(shè)立3D打印相關(guān)課程推動知識普及和人才培養(yǎng)。
3D生物打印技術(shù)的出現(xiàn)，為臨床醫(yī)學(xué)提供了嶄新的3D空間和無限可能，3D生物打印技術(shù)同時滿足了安全性、個體化、經(jīng)濟性三大原則。結(jié)合計算機技術(shù)，基于術(shù)前CT三維重建、核磁共振等多種醫(yī)療手段，3D生物打印技術(shù)在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用空間逐步拓寬，其應(yīng)用價值也逐步得以展現(xiàn)。
從整體來看，3D生物打印技術(shù)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用主要集中于檢查、工具、模型、內(nèi)置物、生物內(nèi)植物等方面。在制作個性化內(nèi)植物假體方面，3D生物打印技術(shù)可根據(jù)患者個體尺寸來打造個性化內(nèi)植物假體，具有更好的融合性和靈活性，該技術(shù)可增加結(jié)構(gòu)的抗菌性、納米化性能、生物相容性，但目前的內(nèi)植物假體還不能滿足生物力學(xué)要求，打印產(chǎn)品僅限于內(nèi)植物假體表面結(jié)構(gòu)，如膝蓋關(guān)節(jié)等。
與3D生物打印技術(shù)同樣起到重要作用的，還有3D打印建模軟件及系統(tǒng)。通常而言，3D打印建模軟件及系統(tǒng)是獲得較佳可視化效果的便捷工具。對于醫(yī)療行業(yè)來說，這是一種很好地立體多面呈現(xiàn)患者情況的助手，可進行模擬并找到高效、合理的治愈患者的方法?；?D打印建模軟件，醫(yī)生可以更好地了解患者患病癥狀，并為進行手術(shù)做好充分準(zhǔn)備。
具體來講，制作者通過處理CT數(shù)據(jù)建立患者骨組織三維數(shù)字模型，輸入快速成型機器，就能制成的1∶1快速成型模型，并與實際骨組織一致。輕易制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔隙均勻、幾何形態(tài)各異的骨組織工程支架，也為許多患者帶來了治愈的更多可能性。
在生物3D打印發(fā)展日益火熱之際，生物3D打印機更新迭代的速度也不斷加快。早在2017年11月，我國首臺高通量集成化生物3D打印機就在杭州發(fā)布。據(jù)悉，該設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新為“離散制造微層析成像技術(shù)”。在3D打印的同時，還能基于微層析技術(shù)進行增材成像，理論上成像深度不受限，非接觸、高分辨率、無細(xì)胞損傷，可在線實時反饋控制打印參數(shù)，實現(xiàn)對3D打印產(chǎn)品無損質(zhì)控。
據(jù)市場研究公司Grand View Research預(yù)計，到2022年，生物3D打印市場規(guī)模將達到18.2億美元，而以3D生物打印技術(shù)為基礎(chǔ)的個性化植入、介入醫(yī)療器械、個性化活體組織器官等產(chǎn)品不但將具有千億的市場空間，而且將為病損組織器官功能重建提供臨床治療新策略。
生物打印雖然發(fā)展迅速而且應(yīng)用日趨廣泛，但不可否認(rèn)的是，仍然面臨著諸多的挑戰(zhàn)：用于打印的生物墨水研發(fā)周期長、與打印技術(shù)相配套的裝備升級慢等。與此同時，生物3D打印除了利用傳統(tǒng)3D打印的核心技術(shù)以外，所有制造過程也必須符合生物學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，要能保證細(xì)胞活性、組織功能，還要符合醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，這就需要進行大量探索與研究實踐。
當(dāng)然，從外科醫(yī)生的3D打印模型制作到3D打印假肢，再到3D打印人體器官，3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展令人不由得驚奇與贊嘆。展望未來，生物3D打印技術(shù)將在義齒制造、假肢生產(chǎn)、細(xì)胞模型研究等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。
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