医学 3D 打印简史

3D 打印由 Charles W. “Chuck” Hull 开创，他提出了使用计算机辅助设计软件创建 3D 对象的想法。赫尔制造了一台机器，该机器使用紫外线激光将丙烯酸层雕刻成形状，然后将这些层堆叠起来以构建物体。 1984年他申请了“立体光刻法生产三维物体的装置”专利，标志着3D打印的诞生。

在此后的三个十年中，3D 打印已在包括医疗保健在内的各个行业中得到应用。随着 3D 打印变得更先进、更经济，其医疗应用继续扩大。 3D 打印甚至可以归功于医学最近一些最令人印象深刻的进步，包括 3D 打印的血管组织、假肢装置和骨骼，以及一系列医疗设备，包括手术导板、起搏器等。

3D 打印如何帮助改变医疗保健

医疗保健行业是最早采用 3D 打印技术的行业之一。早在 1990 年代末和 2000 年代初，3D 打印就被用于生产牙科植入物和定制假肢，这甚至让 Charles Hull 感到惊讶，他承认从未预料到 3D 打印对医学的影响。从那时起，该技术的医疗应用有了长足的发展，特别是在过去五年中。

由于 3D 打印很灵活，可以快速迭代和更改，因此它特别适合需要高度定制和小批量生产的假肢和牙科植入物等产品。例如，总部位于芝加哥的 Coapt 公司生产用于上肢假肢的肌电模式识别系统，该公司使用增材制造技术来构建完全响应的假肢手臂，并根据每位患者的生物学情况进行定制。

3D 打印也提供了改变其他医学领域的潜力，尤其是骨科。借助 3D 打印，整形外科医生能够创建完美模仿患者生物学的结构，这有朝一日可能有助于消除与“一刀切”人造骨植入物相关的不适和退化。虽然 3D 打印骨骼并未用于常规临床应用，但几款成为头条新闻的植入物的成功证明了该技术的进步和前景。

我们的目标：3D 打印生物材料

虽然假肢和骨骼等 3D 打印生物设备已经过尝试、测试和实践，但医疗 3D 打印的下一个前沿，即有机模拟设备，仍然存在。在 2000 年代初期，波士顿儿童医院的一组研究人员使用一种称为“脚手架”的构造方法，成功地手工制作了胶原蛋白和合成聚合物的替代膀胱。他们将支架与来自试验患者的细胞分层，让它们长成功能器官。器官植入七年后，所有试验患者的健康状况都很好。

不幸的是，以这种方式构建器官不仅成本高昂，而且非常耗时。 2004 年，一位名叫安东尼·阿塔拉 (Anthony Atala) 博士的研究员创立了维克森林再生医学研究所 (WFIRM)，寻求一种更省时、更容易复制的合成器官生产方法。不久之后，WFIRM 的研究人员开始试验 3D 打印合成人体器官，最终开发出能够持续打印用于临床试验的器官和组织的机器。

然而，尽管合成骨骼取得了相对成功，但 3D 打印器官仍远未准备好用于临床。实验合成器官和临床上可行的器官之间的差距可能在于细胞水平；这就是为什么研究人员试图将 3D 打印应用于活细胞，复制人体组织。 2019 年，一组巴西研究人员成功地生物打印了“类器官”，该类器官具有人类肝脏的所有功能，包括构建蛋白质、储存维生素和分泌胆汁。

这些微型肝脏尚未准备好进行移植，但许多专家认为，一旦我们能够通过 3D 打印成功复制人体组织，创造功能齐全的人体器官的道路将被清除——医学将永远改变。

医疗 3D 打印的未来

很难夸大 3D 打印改变医疗保健的潜力。随着增材制造技术变得更容易获得和更实惠，有意义的医疗创新似乎比以往任何时候都更容易实现——而且越来越清楚的是，3D 打印服务将在未来十年及以后的医学革命中发挥重要作用。

3D 打印专为按需制造而准备，让医学研究人员能够为利基应用制造少量零件，并在出现新需求时迅速转向，例如 COVID-19 大流行。

然而，利用 3D 打印技术——选择正确的材料、最有效的流程和最佳的工作流程——可能很困难。通过与 Fast Radius 的专家合作，您可以高枕无忧，因为我们将在设计、原型制作、生产和实施过程的每个阶段与您合作。我们将确保每个设计都针对制造进行优化，并且您选择的材料和生产方法符合您的特定要求。准备好开始了吗？立即联系我们。