■柯普文

　　3D打印技术的原理与普通打印机类似，打印机内装有液体或者粉末等打印材料，与电脑连接后，通过电脑控制，利用光固化河纸层叠技术将打印材料一层一层叠加起来，最终变成实物。换言之，只要你有原材料，有图纸，3D打印机就可以将其打印出来。那么，3D打印的潮流风向标转向严肃的医用方面时，又会碰撞出什么样的火花呢？最近生物谷对3D打印医学应用作了梳理。

　　3D打印人工关节

　　2014年吉林大学第二医院骨科医院教授王金成和团队先后完成了世界上3D打印双肘人工关节和腕关节置换手术。 

　　王金成介绍道：“打个比喻，传统制作假体是做减法，医生采用模型铸造出的假体‘标准件’，根据患者具体情况，哪块不需要就削掉；而3D打印技术精确度可以达到0.1毫米甚至更小，打印出的假体可精确到与患者原生骨骼一样的尺寸，使手术更加个性化、精准化。”

　　“另外，天然骨头表面的多孔结构也很容易被3D打印‘骨骼’复制，它们像海绵一样可以将周边的骨头吸引进来，使真骨与假骨之间结成牢固的一体，有助于缩短患者的恢复期。”

　　由于3D打印是为患者量身定制的，可以缩短手术时间，减少出血量。同时，由于高度仿真，医生也可以提高手术的精准性，降低手术风险。

　　3D打印仿真手术模型

　　“对于医生来说，我不仅要看到骨头，还需要看到血管、肌肉。更进一步的要求是，血管可以碰，肌肉能摸开看，医生可以提前看一下入刀点是否合适。”上海交通大学生命质量与机械工程研究所教授王成焘这样介绍3D打印在手术中的作用。“这对模型物理性能提出进一步仿真需求。血管、肌肉能仿真化后，这对于培养医生来说，将会更简单，更快速。”

　　尤其是当面临极为复杂的手术的时候，即使是资深主刀医生也会倍感压力，因此，在手术之前，如果能够提前准备，在模型上练习手术无疑将提高手术精准和成功率。

　　一位美国4岁小女孩Adanelie Gonzalez先天患有完全性静脉异位连接(TAPVC)，由于静脉出现问题，将血液引向心脏出现问题，造成呼吸困难、嗜睡和免疫系统减弱的一系列病症。

　　由于时间紧迫，手术复杂，医生们打印了一颗3D版的“Gonzalez心脏”，通过实际操作，最终在宝贵的捐赠心脏手术前确定了方案，挽救了Gonzalez。

　　3D打印助力精确用药

　　在我国，儿童用药种类有限，在很多药品说明书上，我们可以看到这样的描述：儿童用药为成年人1/2。因此，很多家长不得不自己动手掰药片，揣度计量给自家孩子用药，造成很多不便，如果采用3D打印技术，就能根据体重、年龄等具体情况给孩子精准用药。

　　同时，一些吸收有障碍的患者，也可以采用3D打印技术把药品打印成多孔形状，增大吸收表面积，更易溶解、被人体吸收。

　　器官移植有望普及

　　自3D打印技术应用于医疗方面以来，最让人无限向往的莫过于器官打印了。中国红十字会总会赈济救护部部长王平曾经列举一组极具代表性的数据：我国需要器官移植的患者每年大概有150万人，而其中只有约1万人能够得到移植。仅中国一个国家器官移植缺口就如此之大，遑论全世界了。 

　　3D打印技术目前能打印出的器官仅仅处于半成功状态，3D打印能把细胞打印成与真实器官一样的形状，但其生理功能却没有完美复制。由于大部分人体器官内部为空腔，细胞没有依附无法成型，且血管供养、形成等技术难题尚未完全解决，很多在实验室里培养的3D打印器官不能长时间存活。

　　对此，中国3D打印技术产业联盟副理事长周功耀对打印器官仍持谨慎态度，“人体系统非常复杂，万不得已，不能用有限技术制成的器官去对接无限复杂的人体系统。生命是第一大事，这也是3D生物打印发展的第一大困难。目前3D打印耳朵、膀胱和心脏等都只存在实验室里，在植入人体前还要做大量实验、积累并分析大量数据，继续不断改进，要做的事情还有很多。”

　　周功耀说：“但3D生物打印的一些前瞻性研究和个体实例出现是好事，这将最终促成技术和产品的成熟。”