3D打印技術(shù)在醫療領(lǐng)域有應用前景嗎？
美國食品藥品監督管理局（FDA）：3D打印是“無(wú)與倫比的發(fā)明時(shí)期”的一部分。3D打印技術(shù)應用在從開(kāi)發(fā)包裝機械到生產(chǎn)個(gè)性化醫療設備到在患者家中打印定制藥物的應用中變得活躍起來(lái)。
美國食品藥品監督管理局（FDA）認為，“材料科學(xué)、數字健康、3D打印以及其他技術(shù)的進(jìn)步繼續推動(dòng)醫療設備無(wú)與倫比的發(fā)明時(shí)期?！?/p>
該觀(guān)點(diǎn)來(lái)自2018年11月26日美國食品和藥物管理局局長(cháng)Scott Gottlieb和設備與放射健康中心主任Jeff Shuren發(fā)表的聲明，他們概述了FDA 510（k）計劃現代化改革的新步驟，以推進(jìn)安全和醫療器械的有效性。
FDA的3D打印醫療應用網(wǎng)站指出，商用3D打印醫療設備包括儀器、植入物和外部假體。該機構稱(chēng)，“某些設備是從標準設計打印出來(lái)的，可以制作同一設備的多個(gè)相同副本。其他設備，稱(chēng)為患者匹配或患者特定設備，是根據特定患者的成像數據創(chuàng )建的?！?/p>
該報告稱(chēng)3D打印/增材制造還可以“通過(guò)減少原材料使用來(lái)減少浪費，并且需要更少的制造步驟?！痹摍C構還從患者的角度指出，“科學(xué)家正在研究如何使用3D打印流程制造心臟或肝臟等活體器官，但這項研究正處于發(fā)展的早期階段?！?/p>
根據2017年ASME.org文章“3D打印改變醫療領(lǐng)域的五大方法”，醫院中的3D打印實(shí)驗室代表了一種新興趨勢。該文章解釋說(shuō)，這項工作“專(zhuān)注于在手術(shù)前打印患者特定模型，以查看患者的特定解剖結構?！钡统杀炯僦?、定制醫療植入物、定制保護裝置和輔助設備，以及未來(lái)用于器官結構和復雜器官的生物材料代表了其他四種3D打印方法。
美國商業(yè)資訊2018年11月26日的一份報告描述了令人興奮的3D打印應用程序，該應用程序涉及患者左心耳模型“使用Stratasys和Materialise技術(shù)創(chuàng )建的，旨在讓外科醫生選擇合適的設備并規劃最佳方法來(lái)阻塞LAA?！?/p>
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包裝中的3D打印
除了對患者的治療用途外，3D打印也涉及包裝領(lǐng)域。其中一個(gè)例子是德克薩斯醫療中心的強生醫療設備公司服務(wù)創(chuàng )新中心，其中包括一個(gè)3D打印實(shí)驗室，該實(shí)驗室是該公司加速突破性醫療設備技術(shù)的一部分。
Quadpack的設計和先進(jìn)技術(shù)部門(mén)在其英國研究和設計機構投資了最新的3D打印技術(shù)，使用Stratasys J750打印機加速定制包裝設計和開(kāi)發(fā)的早期階段，同時(shí)幫助測試新想法。
該部門(mén)使用新機器進(jìn)行三種模型制作：
1、原型模型有助于試用Quadpack自己的Q-Line包裝系列中的新參考。
2、更接近生產(chǎn)，打印試模以進(jìn)行最終產(chǎn)品的小批量測試。
3、對于最終材料，試模與Quadpack Plastics注塑廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)兼容。
設計與先進(jìn)技術(shù)總監Jeremy Garrard說(shuō)：“借助3D模型和試模，我們可以更快地實(shí)現創(chuàng )意，幫助我們?yōu)镼-Line系列開(kāi)發(fā)合適的產(chǎn)品，實(shí)現高效，加速的工業(yè)化。
“Stratasys J750是實(shí)現更快上市時(shí)間的關(guān)鍵，使定制產(chǎn)品的可視化變得更加容易。對于客戶(hù)而言，高質(zhì)量的3D模型是確定成品外觀(guān)的可靠方法。你可以看到它，感受它并觸摸它。它使這個(gè)想法變得真實(shí)，“他補充道。
用于包裝機械的塑料夾具（如下圖所示）也可以解決制造商的問(wèn)題。根據igus的說(shuō)法，化妝品生產(chǎn)商Carecos Kosmetic GmbH在3D打印中使用了供應商的iglide I150，與以前的鋁制零件相比，它可以節省高達85％的成本和70％的制造時(shí)間。 igus說(shuō)，3D打印的夾子“也比金屬夾子輕七倍?！?/p>
在開(kāi)發(fā)新的LAB + ASEP TECH吹/填充/密封機器時(shí)，Weiler Engineering將3D打印考慮在內?！凹夹g(shù)變革的步伐一直在穩步增長(cháng)，因此已經(jīng)采用了大量創(chuàng )新來(lái)改進(jìn)我們的設備設計，”Weiler工程總監Joe Immordino解釋道?！坝嬎銠C輔助繪圖與模擬和變更控制相結合仍然是工程過(guò)程的核心，而3D打印機和基于激光的技術(shù)在設計方面變得越來(lái)越普遍。在工程師、供應商、制造商、質(zhì)量控制、裝配人員和技術(shù)人員之間共享3D電子設計信息改善了利益相關(guān)者之間的溝通過(guò)程?！?/p>
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未來(lái)前景看好
根據最近的Envision Intelligence報告，全球3D打印市場(chǎng)在2018年的價(jià)值為265.1億美元。Envision估計到2024年它將達到337.4億美元。這是一個(gè)非凡的26.75％復合年增長(cháng)率。該報告指出了以下醫療趨勢：
1、借助3D打印，“In air microfluidics”是一種使用活細胞打印3D結構的成功方法。這是一種特殊的技術(shù)，可以快速和飛行生產(chǎn)可行的微型構建塊，并有助于修復受損組織。
2、通過(guò)收集用于生長(cháng)新軟骨的稱(chēng)為軟骨細胞的細胞，可以使用3D打印開(kāi)發(fā)新的兒童耳朵。
盡管3D打印應用被廣泛看好，Envision的報告稱(chēng)3D打印存在限制因素。它們包括有限的可用性和高昂的材料成本，缺乏熟練勞動(dòng)力以及產(chǎn)生的產(chǎn)出規模。
除了限制之外，3D打印還為醫療保健的未來(lái)提供了令人興奮的機會(huì )。去年的全球論壇第15屆年度溫度控制生命科學(xué)供應鏈活動(dòng)證明了這一點(diǎn)，IBM的Paul Zikopoulos展示了一個(gè)患者在半夜因哮喘發(fā)作而醒來(lái)的視頻——隨著(zhù)他的“智能”吸入器連接到云，患者將他的病情上傳到他的醫生，醫生又推薦治療，然后將訂單直接轉發(fā)給患者的家用3D打印機以制造藥丸。
無(wú)論是在患者家中，在醫院環(huán)境中，還是在包裝機械制造商的設施中，3D打印都不僅僅是一個(gè)不太遙遠的未來(lái)技術(shù)——它是今天的現實(shí)。
