3D打印，见证医学科技的发展

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何谓3d打印？ 3D打印又叫累积制造技术，是一种利用计算机的数字模型为基础，使用粉末状金属或塑料或者其他可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。传统的打印是将油墨打印在纸上，只有二维。3D打印就是一层层地将粘合材料累积上去，打印机根据计算机做好的模型，将材料堆积成立体的产品。与传统的机械制造主要通过削除材料完成产品的方式不同，3D打印可以简单地做成以前很多不太可能、或者复杂无比的产品。

　　最早的3D打印出现在1980年代，但是直到2010年代3D打印机才开始广泛出现。据统计，2012年3D打印市场达到了22亿美元，2011年上升了29%。现在广泛用于建筑、制造、工业设计、汽车制造、航天事业、军事和医学等领域。

　　因为3D打印的小巧、方便，成本相对低，且可以通过选择不同材料，利用计算机辅助设计出复杂的结构，近年来，3D打印已经在医学应用上发展迅猛，可以说打开了一扇全新的大门。

　　治病救人的一张“王牌”

　　2012年，美国俄亥俄州。刚生下来6周的小男孩凯巴，开始出现呼吸困难，拒绝进食。两个月的时候，小凯巴的症状越来越糟糕，已经无法自主呼吸了，医生必须给他插上气管插管维持呼吸。

　　检查发现，小男孩患上了极端罕见的先天性支气管软化症，气管自行塌陷，无法自主呼吸，必须依赖气管插管生活。无奈之下，父母四处求医。最后被介绍到了密西根大学医学院。该医院的医生和研究人员一再商讨之后，搬出了救命的仪器：3D打印机。他们根据CT的3D成像，使用3D打印机用生物塑料材料打印了近百个气管支架。在得到美国食品药物管理局（FDA）的紧急批准之后，给小凯巴移植了这个3D打印出来的气管支架。术后，小凯巴开始了自主呼吸，7天后撤离呼吸机。数周后，小凯巴出院，再也没有出现过窒息危险。这个气管支架是用可以降解的材料做成，3年后即会自行吸收，到那时，他的气管也会发育成熟，不再需要支架了。

　　这是世界第一例3D打印的气管用于临床。

　　2014年2月25日，美国Kosair儿童医院，心脏外科医生在对一个患有心脏病的幼儿进行复杂的手术之前，用3D打印的模型规划和实验，保障了手术的成功完成。

　　令人惊叹的神奇应用

　　在3D打印医学领域，欧美领先全球。2011年，北卡的再生医学研究所的一名博士展示了他们使用3D打印机打印出来的人体肾脏。他们使用培养出来的肾脏细胞作为打印材料，一层层将细胞打印在提前设计好的虚拟模型上。第一层是细胞，第二层是水凝胶用来粘合固定细胞。然后一层层重复，直到整个肾脏打印出来。等到细胞存活了，水凝胶被降解，留下来的只有细胞。这样细胞就形成一个完整器官结架。这个初期的肾脏再被移到培养器中，提供养分，促进生长。该实验已经观察到这个初期肾脏模型产生了尿样物质，表示已经有了部分肾脏功能。

　　这样的新闻让人惊叹，虽然看似遥远，但其实3D打印已经较为广泛应用了。

　　比如打印假牙，或者完美吻合的牙套。2012年，日本的Fasotec公司开始提供腹中的胎儿的3D打印模型，可以让父母提前看到真实的孩子形象。华盛顿地区医院使用3D打印机打印出患者的心脏模型，提供给心脏外科医生术前实践练习。还有更多神奇的应用出现在医院里。2011年，荷兰一位83岁的女性，因为感染失去了下颌骨。而传统整形手术因为年事太高不能进行。医生们与3D打印公司合作，用钛粉作为打印材料，根据3D扫描的图像，打印出一个完美的下颌骨。表面覆盖生物陶瓷以避免排斥，移植到老人的下巴后，完美愈合。

　　改变人类生活的高端科技

　　3D打印不光能打印器官，有朝一日也可以提高或者加强人类的能力，普林斯顿大学的研究人员正在朝这个方向努力。他们将电子元件结合到细胞打印中去。年初，他们成功地使用水凝胶和小牛的细胞打印出一个人类的耳朵，在这个耳朵中，加入了由银纳米颗粒做成的电子天线。这个传感器可以接收人类耳朵听不见的频率。也许有一天，我们就可以装上这个耳朵，成了传说中的顺风耳。

　　这些我们实际经历的医学生物学的进步，有朝一日将会彻底改变人类的生活。到那时，也许换个器官就如同换个汽车零件一样容易。