你听说过3D打印吗?你可能见过这项技术被用来制作小型玩具、家居用品或装饰品。但你或许会惊讶地发现,这项3D打印技术如今正被用于拯救生命,并在医学领域带来惊人的变革。这些曾经只出现在科幻电影中的场景,如今正在现实生活中发生。那么,今天我们就来探讨一下这项神奇的技术将如何助力医疗保健行业的发展。
3D打印技术在医院中是如何应用的?
想象一下,你正在接受一场大型手术,切除肾脏上的肿瘤。过去,医生只能在手术开始后才能确切地看到体内器官的状况。但现在情况已经不同了。
利用现有技术,医生可以在手术前使用患者的CT或MRI扫描图像,创建一个患者肾脏的全尺寸模型,即3D模型。这个模型可以拿在手里,就像患者自身肾脏的复制品一样。
利用这种模型,医生可以在实际手术前进行模拟练习。他们可以提前规划肿瘤的位置、血管走向以及切口位置,从而获得最佳手术效果。这种方法的优势是什么?
- 缩短手术时间:一些研究发现,以这种方式使用 3D 模型可以缩短手术时间约 1.5 至 2.5 小时。
- 减少出血:提前做好计划可以减少不必要的失血。
- 缩短住院时间:手术成功后,患者可以迅速康复并回家。
简而言之,这就像考试前练习一份与正式试卷类似的模拟试卷。这可以增强医生的信心,提高手术的成功率。
假肢
对于因意外或先天性残疾而失去肢体的人来说,假肢是重要的生命线。但假肢通常非常昂贵,而且很难制作出适合所有人的假肢。
3D打印技术为解决这个问题提供了一个完美的方案。现在可以制造出尺寸完全符合个人体型、轻便且价格低廉的人造肢体。正因如此,这项技术帮助了世界各地许多人。
例如,有一个名为“e-NABLE”的志愿者组织。该组织的设计师、工程师和医生齐心协力,利用3D打印技术制造了8000多条假肢,并免费赠送给世界各地有需要的人。这真是一项伟大的服务。
通过手术植入体内的植入物
有时,当我们身体的某些部位,例如骨骼和关节,磨损或因意外受损时,我们会进行手术,用金属或其他材料制成的部件替换它们。我们称这些部件为植入物。这些植入物通常用于髋关节、膝关节和脊柱等部位。
3D打印技术也已应用于这一领域。与传统制造的植入物相比,采用3D打印技术制造的植入物具有多项优势。
| 优势 | 描述 |
|---|---|
| 完美贴合 | 植入物可以根据患者的身体尺寸进行定制。 |
| 更佳的稳定性 | 据接受过髋关节置换手术的患者报告,3D植入物减轻了疼痛并提高了稳定性。 |
| 促进骨骼生长 | 有些 3D 植入物经过特殊设计,能够使我们自身的骨细胞附着在其上,并帮助在其上生长出新的骨骼。 |
| 成本更低 | 这些产品的生产成本比传统方法更低。 |
利用3D打印技术制造医疗设备!
3D打印技术现在被用于制造手术中使用的精密器械,例如镊子和钳子。这项技术最大的优势之一是,如果医生在使用某种器械时产生“我希望这个器械的把手设计得稍微不同”的想法,那么就可以很快地制造出符合这种改进的新器械。
此外,如果紧急情况下医疗设备短缺,这也是一个不错的解决方案。新冠疫情就是最好的例子。当时全球呼吸机短缺。美国一所大学的研究团队利用3D打印技术,仅用3个小时就制造出一台成本极低、无需电力、且无需任何额外投入的呼吸机。
这项技术的未来会是什么样子?
虽然我们目前所看到的已经令人惊叹,但3D打印技术的未来正朝着更加令人惊叹的方向发展。
3D人体组织
目前,医生使用的3D模型是由塑料或橡胶制成的。但试想一下,如果医生能拥有一个触感像真心脏一样、可以切割和缝合的模型,那么他们的手术练习将会变得多么轻松!
如今,研究人员已经实现了这一目标。最近,一个研究团队利用藻酸盐(一种类似真实心脏组织的凝胶状材料)制作了一个完整的人类心脏三维模型。最大的挑战在于,打印这种柔软的材料时,它会因重力作用而塌陷。为此,他们还开发了一种特殊技术(“FRESH”技术)。
未来人们希望,以这种方式创建的器官模型可以作为人类细胞生长的框架,用于修复受损器官,甚至可能用于创造全新的器官。
3D药丸
如今,我们服用的都是同样的药片,制作工艺相同,剂量也相同。但每个人的身体状况都不同。因此,医学正朝着个性化医疗的方向发展,即为每位患者量身定制药物。
这可以通过3D打印实现。这项技术可以根据患者的需求定制药片,包括精确的剂量、药物在体内的溶解速度以及形状。用于治疗癫痫的药物“Spritam(左乙拉西坦)”就是用这种方法制造的,并且已经获准使用。
这种方法的唯一缺点是制作药片需要一些时间。但现在研究人员发现了一种利用光敏化学物质在短短7秒内打印药片的新方法。或许在未来,你就能利用手机屏幕发出的光来制作属于你自己的特制药片。
要点
- 3D打印技术如今正成为医疗领域的重要组成部分。
- 术前使用 3D 模型可以使手术更安全、更快捷、更成功。
- 这项技术有助于以低成本生产昂贵的假肢和植入物,并可根据每个人的情况量身定制。
- 如果紧急情况下医疗设备短缺,可以使用 3D 打印技术快速生产。
- 未来,这项技术将为生产针对每位患者的人体器官甚至药物铺平道路。
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