生物3D打?。珎€(gè)性化醫(yī)療 會(huì)碰撞出怎樣的火花?
裝備方面,要讓醫(yī)生能夠容易操作。德國在2005年實(shí)現(xiàn)打印設(shè)備的商業(yè)化。2013年我們的團(tuán)隊(duì)推出了面向臨床和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的商品化3D打印機(jī),之后連續(xù)推出了兩代產(chǎn)品。第三代產(chǎn)品中,我們推出專門面向醫(yī)療應(yīng)用的控制系統(tǒng),以及有四個(gè)噴頭、八個(gè)噴道的輸送系統(tǒng)、切換系統(tǒng),以及相應(yīng)的溫控系統(tǒng)、智能清潔系統(tǒng)。
生物醫(yī)用材料方面,分為四個(gè)層次。
層次,無生物相容性要求的材料,如像醫(yī)療模型和體外醫(yī)療器械。
第二層次,具有生物相容性但不能降解的材料,像植入物。
第三層次,具有生物相容性且可以降解的材料,比如組織工程支架。
第四層次,活性細(xì)胞、蛋白及其他細(xì)胞外基質(zhì)。
還有一個(gè)關(guān)鍵問題,由于生物材料具有特殊的性質(zhì),實(shí)際打印出來的都存在較大的差異,比如孔徑和孔心率。通過印證打印工藝和實(shí)際的打印效果之間是一種線性關(guān)系,意味著可以通過檢測打印過程中實(shí)際的實(shí)測,積極返回打印的參數(shù),以達(dá)到實(shí)際的測量設(shè)計(jì)值,這也是從科學(xué)研究往產(chǎn)品走的非常關(guān)鍵的一步。
基于材料和裝備體系,我們打印了骨組織的工程支架,我們把無機(jī)材料、有機(jī)高分子生物材料混合之后進(jìn)行特殊打印,一方面是通過數(shù)據(jù)重建它的模型,另外一方面通過3D打印的方式,可以在宏觀結(jié)構(gòu)上來匹配患者的缺損部位。
我們通過基因圖像分析的系統(tǒng)進(jìn)行肝組織的3D打印,核心技術(shù)是打印肝臟中用來代謝化合物的酶,具有可更好的模擬體內(nèi)真實(shí)肝臟的能力。3D打印出的人脂肪組織,可重構(gòu)體外能量代謝的導(dǎo)控系統(tǒng),并具有血管的通道,內(nèi)部還有很多的脂肪細(xì)胞。雖然體內(nèi)植入還有很長的路要走,但這個(gè)可以用來做臨床藥物的篩選。
3D打印腫瘤模型與組織芯片。在與制藥公司合作的過程中發(fā)現(xiàn),可以篩選出對(duì)肝臟損害小、對(duì)腫瘤細(xì)胞殺傷力大的藥物。
3D打印左心耳及術(shù)前模擬,通過3D打印的方式重建心臟的數(shù)據(jù),醫(yī)生可以在手術(shù)前在這上面進(jìn)行測試、手術(shù)訓(xùn)練,縮短整個(gè)培訓(xùn)的周期。
后總結(jié)一下3D打印在醫(yī)療中的意義,即個(gè)性定制、醫(yī)療,醫(yī)工結(jié)合、學(xué)科協(xié)作,科學(xué)求異、技術(shù)求同。產(chǎn)業(yè)升級(jí)遇到的大問題是技術(shù)上要求高度的一致性和標(biāo)準(zhǔn)化。
(原標(biāo)題:生物3D打印與個(gè)性化醫(yī)療會(huì)碰撞出怎樣的火花?)