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业内大讨论:3D打印如何助力精准医疗?

2016-03-15 14:15
瑾年Invader
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  现今3D打印技术正如火如荼的渗透到人们生活的各个领域,特别是在医药领域的发展可圈可点。最大的优势就是3D打印技术可以依据病患的特点和要求真正实现个性化制造,成为辅助精准医疗的有力手段。

  3D打印药丸

  去年美国食品药品监督管理局 (FDA)己在全球批准首款完全用3D打印制作的药片。这款名为Spritam的药物由美国Apprecia制药公司研制,用于治疗癫痫症患者。该药物获得批准意味着个性化定制药物不再是梦想。一则可以实现药物活性成分的个性化定制。再则可以实现剂量的个性化定制。 这种一层一层的打印方法,可以把不同的涂层彼此紧密地结合一起,因此可以把某种物质的最大剂量 ( 据制药厂称,最多1000毫克) 置入一粒药片中。这样病人可以吞服少量或较小的药片。三则可以实现形状的个性化定制。 这对于不喜欢吃药的儿童来讲可谓是再好不过的办法了,通过3D打印技术打印出各种有趣的形状,来哄宝宝吃药。四则还可通过3D打印技术使药物拥有特殊的微观结构,改善药物的释放行为,从而提高疗效并降低副作用。如Apprecia制药公司应用Zipdose技术推出的可在4秒多就溶解的药丸。

  另外有关3D打印的药物方面还有通过3D打印的方法制造药物涂布器(Pill Coater)使药丸覆膜, 比方说涂一层巧克力,从而可以改善药物口感。据悉这是一位母亲为了帮助自己患有克罗恩病的儿子吃药的时候好受一点发明的。

  3D打印辅助手术

  目前3D打印技术在医学临床上比较成功的应用有以下两方面:一是3D打印模型。在手术前,把病人需要手术的部位事先打印出一个立体三维模型,医生在手术前就能很直观的看到手术部位的结构,尤其针对一些复杂部位的手术,避免手术风险,提高手术的成功率。 二是3D打印手术模板。手术模板是医生在手术中辅助手术的重要工具,尤其是异型或个性化的模板,通过3D打印技术可极大提高医生进行复杂手术的成功率。

  在3D打印模型上比较成功的案例是去年上海市第一人民医院普外科中心主任彭志海教授团队采用3D打印技术为一位来自贵州的患先天性自身免疫性肝硬化门静脉高压症的病人进行活体肝移植。术前为了能精准制定手术方案,专家想到了3D打印技术。3D打印将患者的肝胆胰脏器和相应的病变部位以1:1的“实物”形式呈现在医生面前,通过精确评估病变范围与临近脏器组织的三维空间关系,专家团队确定切除病患307克的肝脏。在进行肝切除时,专家将模型带入手术室在术中进行实时比对,通过调整3D打印模型并置于最佳解剖位置,为手术关键步骤提供直观的实时导航,对关键部位快速识别和定位;通过精确定位病灶、血管,实时引导重要脉管的接合,提高了手术精准性,有效降低了手术风险。在3D打印模板上做的比较好的是上海逸动医学科技有限公司运用国际上最领先的技术SSM_Knee?从多张负重位X光片数据进行膝关节三维统计学建模(Statistical Shape Modeling,SSM)及三维力线测量分析,在电脑上模拟截骨平面、人工全膝关节置换术手术置换全过程,虚拟化设计手术中实施截骨的导向模板并使用医用材料进行3D打印,手术中医生只需要将导板贴附于关节表面然后实施定位截骨即可,准确性高于传统方法,避免了人为因素,手术操作简单,不破坏髓腔。

  3D打印假体

  由于骨肿瘤、车祸等造成的骨骼缺损、颌面损伤、颅骨修补等,都无法用一般修复产品进行治疗,而3D打印产品提供了有效的解决方案, 特别是这些打印的假体都是依据患者的自身特点进行量体裁衣而制造的。去年9月,由北京大学第三医院张克教授团队研发的3D打印人工髋关节获得国家食品药品监督管理总局批准,成为我国首个获准产业化的3D打印人体植入物。另外,3D打印假体所用的材料也是比较讲究的。中国科学院上海硅酸盐研究所生物材料研究中心副主任吴成铁主要做3D打印多功能生物活性陶瓷用于骨修复与治疗的研究。传统的生物材料缺少多功能性,从而限制了其在治疗和修复骨科疾病导致的缺损中的应用(例如:骨肿瘤)。该团对利用3D打印技术,设计出了多种实验方案,包括利用营养元素,仿生结构和功能化界面以及热治疗, 开发出新型的兼具治疗和修复的多功能材料。

  在国家大力倡导精准医疗的当下,3D打印技术是不可缺少的一环。 然而3D打印技术在装备及核心器件、成形材料、工艺及软件等关键核心技术上还面临实现国产化的挑战,同时也需要健全法规制度从生产的各个环节上逐一把关,希望在助力精准医疗的同时实现放心医疗。

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