为什么3D打印人工骨

一、为什么3D打印人工骨

采用3D打印技术利用骨组织工程材料快速制造人工骨这种个性化制造方法，既有很高的学术意义，又可以解决人工骨诱导制造问题，逐渐形成极具市场潜力的新兴产业[23]。人工制造人体器官还处在探索阶段，其机理的探索还将持续十年左右，涉及到的科学领域非常广泛。在研究人工制造人体器官的同时，要与先进的3D打印快速制造技术相结合，共同发展[24]。在尽量使人工骨材料种类、微观结构等方面接近人体骨骼的同时，使其力学性能、生理机能都与人体骨骼相一致。骨组织工程材料的成型必须与适当的3D打印技术相结合，研究表明，只有与3D打印技术相结合，才能真正实现人体器官的人工制造[25]。虽然3D打印技术的优点显而易见，但是其缺点也不可忽视。3D打印机在医院中并不常见，其在医院的使用非常有限；由于制造加工时对材料要求较高，且机械设备昂贵，导致3D打印个体化人工骨费用很高，不能得到普及。这些问题在未来的发展中会逐渐解决，当3D打印技术在骨科疾病治疗中得到普及，将会为人类带来更好的生活。

二、3d打印适合做什么

1、3D打印技术作为制造业中的新技术，在齿科医疗方面的应用日趋广泛。国内大量企业正在通过3D打印技术实现齿科产业的传统转型。传统的义齿加工离不开牙科技师的手工技能，这样的制作方式不仅导致了义齿的高返工率，降低了工作效率，使得患者佩戴义齿的舒适度也大打折扣。相比高度依赖人工的传统义齿加工方式，数字化牙科技术以扫描、软件、自动化加工设备替代了大量手工劳动，推动义齿加工从劳动密集型产业转型升级为科技型产业。

2、传统义齿加工方式依赖人力，且工序繁杂，用传统方式制造牙模，需要经历咬模、修模、表面处理等20道工序，最快7天完成交付。而使用3D打印技术，患者无需咬合牙模，医生通过三维口腔扫描仪，形成数字模型，就可以把义齿基底打印出来，且通过3D打印技术制造出的口腔类产品，精度高，误差极小，完全属于个性化定制，贴合效果好，返工率低，材料与人体丝毫没有排斥反应，极大地节约了人力、财力、物流和时间成本。

三、3D打印在医疗领域的应用有哪些

1、如今，3D打印作为具有代表性的前沿技术之一，其应用价值已经获得了诸多业内人士的认可。在医疗领域，3D打印已经在逐步渗透于手术模型预演、康复医疗器械制造等多个细分应用场景，在3D打印前沿技术的推动下，传统医疗行业的服务模式正加快转变，智能化、高效化、专业化医疗服务模式也加快养成。

2、对于风险高、难度大的手术，医务工作者进行术前规划十分重要。在以往的手术预演过程中，医务工作者往往需要通过CT、核磁共振(MRI)等影像设备获取患者的数据，之后再将二维医学影像利用软件转换成逼真的三维数据。如今，医务工作者可以借助3D打印机等设备，将三维模型直接打印出来。这样做，既可辅助医生进行精准的手术规划、提高手术的成功率，又便于医务工作者与患者针对手术方案进行沟通和交流。

3、作为手术实施过程中的辅助手术工具，手术导板可以帮助医务工作者准确实施手术方案。目前，手术导板的类型已经包括关节类导板、脊柱导板、口腔种植体导板等。借助3D打印制作的手术导板，在弥补了传统手术导板制造工艺不足之处的同时，也能对导板的尺寸、形状等按需进行调整。这样做，可以使不同的患者都具有符合自己真正需要的导板。

4、近年来，3D打印在牙科领域的应用一直是人们关注的热点。从总体来看，3D打印在牙科领域的应用主要集中在金属牙齿、隐形牙套设计及制作等方面。 3D打印前沿技术的出现，为需要进行牙齿矫正的人实现个性化定制牙套创造了更多可能。在不同的牙齿矫正阶段，矫正者需要的牙套是不同的，借助3D打印来制作矫正牙齿所需的多副牙套，不仅有助于牙齿的健康发育，也能降低牙套的制作成本。

5、目前，很多医务工作者正通过3D打印前沿技术来治疗骨骼受损的患者。通过为患者建立精确的三维骨骼物理模型，医务工作者可以进一步观察患者的骨质情况极骨骼受损的具体部位，并制定相应的治疗方案。借助3D打印的技术优势，长骨骨折、髋关节受损等治疗过程中所存在的一系列难题已经逐步被攻克。

6、在治疗因火灾等皮肤严重灼伤的患者时，治疗周期较长、术后疤痕明显等问题使皮肤修复效果难以实现新的提升。多年来，科研人员一直致力于探索提升皮肤修复效果的新方式，而3D打印前沿技术的出现，为受损皮肤修复提供了一种新的途径。通过扫描受损皮肤创面，医务工作人员可以进行皮肤创口三维模型重建，然后利用前沿打印技术，将多种高黏度的含皮肤细胞的材料进行高精度、高活性的原位打印，构建仿生皮肤结构。

7、近几年，科学界和医学界已经将3D打印生物器官组织作为研究的重点课题之一。目前，生物3D打印的组织器官主要包括鼻子、耳朵、血管、肾脏、心脏、皮肤、眼角膜等。无论是人造血管、软骨组织，还是肝脏组织、肾脏组织，其核心都是特定类型细胞的分离(或定向诱导)及大规模扩增。生物3D打印技术，在人工组织、器官培养过程中可以构建组织器官的三维形状，并让细胞组织按照预先设定好的形状生长，以此来促进细胞组织的健康发育，并用其来替换人体病变组织。

8、在实际的应用过程中，假肢、助听器等康复医疗器械具有小批量、定制化的需求，由于这些康复医疗器械设计较为复杂，传统数控机床受到加工角度等因素的限制往往难以实现较好的效果。利用3D打印技术后，康复医疗器械的制造工艺得到了进一步提升。制作单个定制化康复医疗器械的成本下降、制作周期也进一步缩短。

9、在智慧医疗快速发展的当下，患者对于专业化、个性化、精准化医疗服务模式也满怀期待。在制药方面，运用3D打印成形技术制备药物缓释装置来制药具有多种优势。3D打印可以对多种制药材料实现局部细节化控制，并精准控制某种药物的成分。对于儿童和老人而言，科学控制药物的剂量也有助于提升用药的安全性。通过3D打印成形技术及设备，将粉末材料粘结成形，可以实现医学应用中具有复杂型腔的多孔结构，这对于药效释放有着重要意义。

10、实际上，3D打印技术的出现，在潜移默化中已经从多个层面上改变了传统医疗行业的发展进程。相信随着技术的不断成熟，3D打印将催生出更医疗服务的新模式，人们也将感受到新兴技术给生活带来的便利。