3D打印,终结人类器官捐赠

作者: 颜士州

如今街头巷尾到处可见3D产品的广告,3D电影、3D电视机、3D汽车……3D成了当今这个时代炙手可热的词汇,3D打印如此神奇,人类能否让它在医学上发挥作用呢?

在“全耳再造”上的应用

全耳再造主要应用于各种先天性小耳畸形的患者,患者耳朵由于先天性残缺,通过手术配上假耳,看上去几乎跟真的一样,既不影响正常听觉,看上去又自然逼真。

医生怎么才能给患者配上形象逼真的耳朵呢?全耳再造手术首先要从患者身上取一段肋骨软骨,然后把它植入患者耳朵部位的皮肤下,抽掉空气,让它像真空吸盘那样贴紧患者头侧竖起来。当然,医生在植入软骨前先要把它进行精雕细刻成耳朵样子,然后烘干外皮。在过去,我国做这样的手术,医生至少得耗费6小时。如果用3D打印机来帮忙的话,医生只要在电脑上事先打印出一个模型,就可以根据模型进行有效的安装与摘除。

3D打印人造耳可媲美真耳

那么3D打印是怎样完成的呢?首先医生给患者健全的那只耳朵拍张CT片,目的是获取患者耳朵软骨的各项数据,然后将耳朵“切”成无数个“小片”,每一个“小片”拍一张透视片;而3D则打印其中的“小片”,每个“小片”积累起来,就成了一个整体。目前,我国医学上的“全耳再造”,就是通过3D打印机帮忙,手术由原来的6小时缩短到1个多小时。如今这项技术正被科学家应用在药物研究上并缓解器官短缺的问题。

医生有了“参照物”

不难看出3D“打印”给人类带来最大的帮助还是在医学上,因为每个病人需要的“零部件”都要进行个性化的定制。医用3D打印就是给患者需要的“零部件”进行设计,而设计图纸的基础就是给患者拍摄的CT片,医生根据患者的情况再进行修整优化。

3D打印在医学上,就目前而言,有赖于在生物材料和干细胞等多学科上取得突破。我们知道人体好多“零部件”都是建立在生物材料的基础上,用生物材料打出模型,然后在此基础上植入干细胞培养,让需要的人体“零部件”形成组织。在我国上海有科研人员已经直接打印生成器官,美国、意大利等国家科研人员开始用打印机直接连着人体打印,把植入干脆省了。

在骨科手术中,骨盆肿瘤手术可以说是难度很高的,难度是医生在手术中速度要快、下刀要准,而且切除必须干净。在过去的骨科手术中,手术台上的医生完全是根据自己多年的经验和解剖学原理“凭空想象”,近年来有了3D打印,医生完全可以在手术前打印出一个与患者体内一模一样的材料骨盆,在这个生物材料模型上,每一处细微的地方都是医生手术刀将要触及的地方,如果没有3D打印技术,医生就只能“凭空想象”地把患者的骨盆肿瘤进行摘除,而并不能彻底根除,而3D打印的骨盆原型跟真的一样,完全让医生事前进行了一次有效的尝试,使高难手术的难度大大降低了。

3D生物打印机

3D打印给患者带来新希望

2012年5月美国医学研究所外科医生安东尼·阿塔拉演讲时,在演讲席上当众打印出人体肾脏,那个人体器官几乎跟真的没有什么区别,引来全场观众围观。

其实3D打印技术,不仅仅应用在全耳再造手术上,如今外科、口腔科和眼科都在使用。3D打印给患者修复颅骨、重塑颧骨等,让很多病人感受着实实在在的益处。

如果你给打印机“墨盒”里装塑料,打出的就是塑料制品,如果装上细胞,“打印”出来的就是人造器官。2012年中国医学研究人员曾经用兔子做实验,用3D打印技术把金属器官植入动物体内,竟然发现金属器官的空隙里钻进了动物的骨细胞,使得动物体内的组织跟金属结合得更加紧密。研究人员认为,或许人类也能植入这样的金属物件,当然,这还有待研究。

就目前而言,3D打印人体“零部件”,主要应用于骨科、肾脏、心脏等组织的修复上。最广泛的是应用于骨科手术中,如今3D打印的各种模板,在医学手术中已经投入使用。有专家认为不久的将来,3D打印的骨骼将植入人体骨骼细胞中,这样使人工骨骼与人体完美融合,人体骨骼强度大了,人人都将是长跑能手了。