醫(yī)療行業(yè)(尤其是修復(fù)性醫(yī)學(xué)領(lǐng)域)存在大量的定制化需求,難以進行標準化、大批量生產(chǎn),而這恰是3D打印技術(shù)的優(yōu)勢所在。目前,3D打印技術(shù)在助聽器材制造、牙齒矯正與修復(fù)、假肢制造等領(lǐng)域已經(jīng)得到了成功應(yīng)用且已經(jīng)比較成熟。利用3D打印制造出的牙橋等制品更加精確精細,相比傳統(tǒng)制造方式也更加方便快捷。同樣,利用3D打印技術(shù)可以很好的實現(xiàn)對剩余肢體的復(fù)制,制造出的假肢也更加符合人體工學(xué),在歐洲使用3D打印的鈦合金骨骼的患者已經(jīng)超過3萬例,美國一家醫(yī)院甚至用3D打印出的頭骨替換了患者高達75%的受損骨骼。
除了上述醫(yī)學(xué)修復(fù)領(lǐng)域,3D打印技術(shù)還可用于了解患者病情以及輔助醫(yī)患交流。比如:3D打印機可以打印出患者的立體骨骼模型,醫(yī)生可以通過骨骼模型探討治療過程,與患者溝通手術(shù)方案;醫(yī)務(wù)人員還可以通過3D打印的復(fù)制品了解患者器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如血管方向及腫瘤位置),還能夠在這些復(fù)制品上進行模擬手術(shù)。目前,Stratasys 和3D Systems已經(jīng)能夠提供復(fù)制人體器官模型的設(shè)備,通過CT掃描等醫(yī)學(xué)圖像,直接打印出患者器官的模型,這些模型不僅外觀逼真,還像器官一樣濕潤帶有紋理。
3D打印的模型或無生命假肢僅僅是一個開始,最令人憧憬的應(yīng)用則是直接打印具有活性的組織器官,即所謂“生物打印”。現(xiàn)有的想法包括:利用3D技術(shù)打印骨架,再在骨架上培養(yǎng)干細胞,誘導(dǎo)其形成組織;更進一步的方法是直接打印出組織器官用于移植;最具想象力的方案則是在人體內(nèi)直接打印活性組織或活性器官,連植入的過程都可以省掉。
Organovo公司已經(jīng)在生物打印領(lǐng)域取得了一些突破,成功打印出了心肌組織、肺臟、血管等;美國康奈爾大學(xué)的生物學(xué)家巴切爾利用生物高分子材料打印出能正常工作的心臟瓣膜,其中干細胞夾雜在高分子材料里面,能夠逐漸轉(zhuǎn)換成人體細胞。目前,“生物打印”仍處于試驗階段,其應(yīng)用障礙不僅在于技術(shù)領(lǐng)域,還涉及道德問題、監(jiān)管程序等方面。不過,隨著生物科技的發(fā)展、以及配套制度的完善,3D打印的人體器官將逐步走進現(xiàn)實應(yīng)用當(dāng)中。