你聽過3D列印嗎?你可能看過這項技術被用來製作小型玩具、家居用品或裝飾品。但你或許會驚訝地發現,這項3D列印技術如今正被用於拯救生命,並在醫學領域帶來驚人的改變。這些曾經只出現在科幻電影中的場景,如今正在現實生活中發生。那麼,今天我們就來探討一下這項神奇的技術將如何助力醫療保健產業的發展。
3D列印技術在醫院中是如何應用的?
想像一下,你正在接受一場大型手術,切除腎臟上的腫瘤。過去,醫生只能在手術開始後才能確切地看到體內器官的狀況。但現在情況已經不同了。
利用現有技術,醫師可以在手術前使用病患的CT或MRI掃描影像,建立一個病患腎臟的全尺寸3D模型。這個模型可以拿在手裡,就像病人自身腎臟的複製品一樣。
利用這種模型,醫生可以在實際手術前進行模擬練習。他們可以提前規劃腫瘤的位置、血管方向以及切口位置,以獲得最佳手術效果。這種方法的優點是什麼?
- 縮短手術時間:一些研究發現,以這種方式使用 3D 模型可以縮短手術時間約 1.5 至 2.5 小時。
- 減少出血:提前做好計畫可以減少不必要的失血。
- 縮短住院時間:手術成功後,患者可以迅速康復並回家。
簡而言之,這就像考試前練習一份與正式試卷類似的模擬試卷。這可以增強醫師的信心,提高手術的成功率。
義肢
對於因意外或先天性殘疾而失去肢體的人來說,義肢是重要的生命線。但義肢通常非常昂貴,而且很難製作出適合所有人的義肢。
3D列印技術為解決這個問題提供了一個完美的方案。現在可以製造出尺寸完全符合個人體型、輕盈且價格低廉的人造肢體。正因如此,這項技術幫助了世界各地許多人。
例如,有一個名為「e-NABLE」的志工組織。該組織的設計師、工程師和醫生齊心協力,利用3D列印技術製造了8,000多條義肢,並免費贈送給世界各地有需要的人。這真是一項偉大的服務。
透過手術植入體內的植入物
有時,當我們身體的某些部位,例如骨頭和關節,磨損或因意外受損時,我們會進行手術,用金屬或其他材料製成的部件替換它們。我們稱這些部件為植入物。這些植入物通常用於髖關節、膝關節和脊椎等部位。
3D列印技術也已應用於此領域。與傳統製造的植入物相比,以3D列印技術製造的植入物具有多項優勢。
| 優勢 | 描述 |
|---|---|
| 完美貼合 | 植入物可以根據患者的身體尺寸進行客製化。 |
| 更佳的穩定性 | 根據接受過髖關節置換手術的患者報告,3D植入物減輕了疼痛並提高了穩定性。 |
| 促進骨骼生長 | 有些 3D 植入物經過特殊設計,能夠使我們自身的骨細胞附著在其上,並幫助在其上生長出新的骨骼。 |
| 成本更低 | 這些產品的生產成本比傳統方法更低。 |
利用3D列印技術製造醫療設備!
3D列印技術現在被用於製造手術中使用的精密器械,例如鑷子和鉗子。這項技術最大的優點之一是,如果醫生在使用某種器械時產生「我希望這個器械的把手設計得稍微不同」的想法,那麼就可以很快地製造出符合這種改進的新器械。
此外,如果緊急情況下醫療設備短缺,這也是一個不錯的解決方案。新冠疫情就是最好的例子。當時全球呼吸器短缺。美國一所大學的研究團隊利用3D列印技術,僅用3小時就製造出一台成本極低、無需電力、且無需任何額外投入的呼吸機。
這項技術的未來會是什麼樣子?
雖然我們目前所看到的已經令人驚嘆,但3D列印技術的未來正朝著更令人驚嘆的方向發展。
3D人體組織
目前,醫生使用的3D模型是由塑膠或橡膠製成的。但試想一下,如果醫生能擁有一個觸感像真心臟一樣、可以切割和縫合的模型,那麼他們的手術練習將會變得多麼輕鬆!
如今,研究人員已經實現了這個目標。最近,一個研究團隊利用藻酸鹽(一種類似真實心臟組織的凝膠狀材料)製作了一個完整的人類心臟三維模型。最大的挑戰在於,在列印這種柔軟的材料時,它會因重力作用而塌陷。為此,他們也開發了一種特殊技術(「FRESH」技術)。
未來人們希望,以這種方式創建的器官模型可以作為人類細胞生長的框架,用於修復受損器官,甚至可能用於創造全新的器官。
3D藥丸
如今,我們服用的都是一樣的藥片,製作過程相同,劑量也相同。但每個人的身體狀況都不同。因此,醫學正朝著個人化醫療的方向發展,即為每位患者量身訂做藥物。
這可以透過3D列印實現。這項技術可以根據患者的需求客製化藥片,包括精確的劑量、藥物在體內的溶解速度以及形狀。用於治療癲癇的藥物「Spritam(左乙拉西坦)」就是用這種方法製造的,並且已經獲準使用。
這種方法的唯一缺點是製作藥片需要一些時間。但現在研究人員發現了一種利用光敏化學物質在短短7秒內列印藥片的新方法。或許在未來,你就能利用手機螢幕發出的光來製作屬於你自己的特製藥片。
重點
- 3D列印技術如今正成為醫療領域的重要組成部分。
- 術前使用 3D 模型可以讓手術更安全、更快速、更成功。
- 這項技術有助於以低成本生產昂貴的義肢和植入物,並可根據每個人的情況量身定制。
- 如果緊急情況下醫療設備短缺,可以使用 3D 列印技術快速生產。
- 未來,這項技術將為生產針對每位患者的人體器官甚至藥物鋪路。
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