实践 3D打印提供模型

北京协和医院妇产科、中国妇产科网创建人 龚晓明

美国俄亥俄州的海马·琼弗里多患有先天性支气管软化症，出生6个星期后出现呼吸困难的情况，医生在他的喉咙里植入了一个3D打印的人工气管后，得以正常呼吸。近日《新英格兰医学杂志》报道了此事。此新闻一出，立即引起医学界的关注。3D打印作为一项工业技术，日渐被多个领域广泛应用。作为医生，应当关注这项技术可能给我们的工作带来的变革。我对于3D打印未来在医学领域的应用做了一些设想。

1.用于外科手术前的模拟：结合CT、MRI等影像学数据，将复杂结构通过3D打印复制还原出来以后，医生在手术或者其他干预措施前，在3D打印的模型上进行演练，降低手术或者其他干预措施风险。

2. 用于体内植入材料的设计：《新英格兰医学杂志》的报道属于类似情况。此外，骨骼、牙齿损伤后需要修复时，通过术前预先设计的模型，打印出来后植入到体内。

除了3D打印技术外，材料的选择也是关键。在去年的TED大会上，来自美国北卡罗来纳州的科学家也利用3D打印做出了肾脏的原型，但是未解决细胞分化和器官功能重建的问题，而后者才是移植的核心和关键。

3. 利用3D技术设计包装药物：通过3D精准的打印技术，设计一个多层结构的化学药物，可以将功能层和缓释层进行隔离，从而延长药物的作用时间。

3D打印数字技术可能目前离大规模临床应用尚早，但是，若有创新兴趣，不妨关注一下3D技术在各个领域内的进展。因为今后的医学进步，可能是其他学科的进展与医学结合而产生的，多关注科技领域内各个方面的前沿进展，可帮助我们开发出改变临床行为的革命性发明。

知识链接

3D生物打印机如何打印

3D生物打印机的外观和普通打印机一样，只不过普通打印机的原材料是墨盒和纸，而生物打印机的原料是人体细胞。研究人员采用事先提取好的活体进行组合排列，打印出所需要的细胞，误差可以控制在20微米以内，得到的器官可以显著降低排异反应。3D打印机一次可制造出器官的一层细胞，对于更为复杂的器官，打印机就在一个提前预备好的支架上排列细胞。

3D生物打印机有两个打印头，一个放置最多达8万个人体细胞，被称为“生物墨”;另一个可打印“生物纸”。所谓生物纸其实主要成分是水的凝胶，可用做细胞生长的支架。3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞，不会产生排异反应。