國內醫療行業對3D列印技術的應用始於上世界80年代後期，最初主要用於快速製造3D醫療模型，在當時，3D列印技術主要用來幫助醫生與患者溝通、準確判斷病情以及進行手術規劃。可以說，我國在醫療行業對於3D列印技術應用的探索起源已久，並伴隨著3D列印技術的發展走向深入。

近年來，隨著3D列印技術的發展和精準化、個性化醫療需求的增長，3D列印技術在醫療行業應用在廣度和深度方面都得到了顯著發展。在應用的廣度方面，從最初的醫療模型快速製造，逐漸發展到3D列印直接製造助聽器外殼、植入物、複雜手術器械和3D列印藥品。在深度方面，由3D列印沒有生命的醫療器械向列印具有生物活性的人工組織、器官的方向發展。本文主要介紹醫用3D列印技術在如下5個領域的最新進展。

1、手術規劃模型

對於風險高難度大的手術，術前規劃十分重要。傳統上，通過CT、核磁共振（MRI）等影像設備獲取患者的數據，是做醫生手術預規劃的基礎，但得到的醫學影像是二維的，之後還需要利用軟體將二維數據轉成逼真的三維數據。3D印表機可以將三維模型直接列印出來，既可輔助醫生進行精準的手術規劃、提升手術的成功率，又方便醫生與患者就手術方案進行直觀的溝通。此外，即使在治療失敗，3D列印也可以為醫患雙方提供可溯源的依據。

2、植入物

一些植入物是通過鑄造或傳統的金屬加工方法來製造的，需要首先製造出模具，對於只需要一件或者少量的植入物來說，單件生產成本十分昂貴。對於結構複雜的特殊植入物，使用從傳統技術也難以實現。而3D列印技術用於製造骨科植入物，可以有效降低定製化、小批量植入物的製造成本，並可以製造出更多結構複雜的植入物。近年醫療行業越來越多地採用金屬3D列印技術（直接金屬雷射燒結或電子束熔融）設計和製造醫療植入物。在醫生與工程師的合作下，使用3D列印技術能夠製造出更多先進合格的植入物和假體。

3、骨骼替換

對於需要切除骨骼的患者來講，這無疑是一個天大的好消息，如今通過3D印表機可以列印用於替換人體骨骼的鈦合金「骨骼」。目前已研發了幾十種3D印表機列印出來的鈦合金人體「骨骼」，其中頸椎椎間融合器、頸椎人工椎體及人工髖關節3個產品已進入臨床觀察階段。

與傳統的金屬骨骼相比，3D列印「骨骼」不但尺寸非常精確，而且帶有可供骨頭長入的孔隙（列印出網狀結構），相鄰骨頭在生長的過程中會進入孔隙，使真骨與假骨之間牢固地結成一體，使患者的恢復期縮短。這項技術同樣要用到上面講的CT掃描，三維重建技術，再使用金屬3D印表機列印出鈦合金骨骼。

4、皮膚修復

有研究者研究將不同細胞外基質應用於皮膚3D列印技術中，這樣可以最大限度將皮膚的活性及其他天然屬性提高，使得移植後受損皮膚的修復及列印皮膚與正常皮膚有效地融合。將人皮膚成纖維細胞和角朊細胞直接沉積在支架上，取得了良好的皮膚組織再生效果，採用靜電紡絲技術製成多層膠原支架。

5、生物3D列印

之前提到使用金屬、塑料等非活體組織材料3D列印的定製化假肢、牙科、骨科植入物、助聽器外殼等醫療器械都屬於「初級階梯」。而列印血管、軟骨組織這類單一的活體組織屬於「中級階梯」。3D列印的人工肝臟、心臟等人工器官則屬於「頂級階梯」

新加坡南洋理工大學的Leong等試圖研究適合於SLS技術的聚合物及其成形結構的特性，提出了製造條件、製造精度、材料生物相容性和可重複性是3D列印技術的關鍵要素，利用選擇性雷射燒結製造血管支架結構。Lee等製備了內徑1mm的3D列印水凝膠管道模型，成功誘導周圍毛細血管形成了微血管床。

無論如何，3D列印技術在醫療領域的初步應用，已經顛覆了人們對現有醫療的認知，眾多已開發國家都投入了足夠的人力及資金，以期將此作為人類健康的全球戰略。基於3D列印技術的再生醫學組織工程，已經成為繼人類基因大規模測序完成之後，生命科學中最活躍的發展領域之一及科技競爭的焦點，在國際性的產業競爭熱潮來臨之前，掌握關鍵技術就獲得了生命科學前沿技術的制高點。

作者\風 編輯\尹嚞 圖片\喆喆 網絡

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