3D打印技术在医学中的应用.ppt

xxx xxxx xxxxxx 3D生物打印技术的定义 3D生物打印是以计算机三维模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，定位装配生物材料或活细胞，制造医疗辅具、人工植入支架、组织器官等生物医学产品的3D打印技术，3D生物打印是目前3D打印技术研究最前沿的领域。 3D生物打印技术的前景 2012 年，全球3D打印市场规模达28.2 亿美元，2010~2012 年进入快速发展期，三年复合增速达27%。Wohlers Associates 预测，未来几年，该市场仍会保持近20%的增长，到2021 年，行业规模或达108 亿美元，为目前的5 倍。 3D生物打印技术的前景 3D生物打印发展空间巨大源于三方面的原因： 全球医疗领域的开支巨大，为3D打印技术提供了潜在的发展空间； 现今社会的存在一种健康危机，就是器官短缺。随着医学的不断进步，我们的寿命较以前有了很大的延长。问题是，我们活的越久，我们身体器官就越容易失灵，而当前，我们没有足够的器官来替换。有数据表明，在过去十年里，需要移植器官的病人增加了一倍，但是，器官移植手术并没有增加。 3D生物打印技术的前景 3D打印技术以其快捷、准确性见长，以其个性化制造能力与病体需求的差异性充分结合，在人工假体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应； 我们知道， “3D打印”是通俗的叫法，学术名称为“快速原型制造 ”(Rapid PrototypingManufacturing)。它利用现代计算机技术，采用材料累加新成型原理，直接由CAD等数据打印自称三维实体模型。 由于人体器官存在很大的差异性，不适合采用常规的模具来制作人工假肢等器官。这时，3D打印技术就显现出它的个性化能力了，我们只需要改变数据，就可以完成器官的制造。 。 3D生物打印技术的前景 相对其他领域来说，3D打印在医疗行业的应用更具有经济性。 3D生物打印的器官是用来替换失效的器官的，对此我们毫无选择的余地。特别在现在这种情况下，需要移植器官的病人远远比器官多时，其经济效益更是居高不下。当然，当3D生物打印技术成熟以后，那时我们移植器官的代价应该不会像现在那么高昂。 3D生物打印技术的应用 3D细胞打印主要有三方面的具体应用： 作为医学实验的研究工具。细胞打印的产品包括组织和器官两类，细胞准确定位和培养之后，形成的结构具备生物特性，可以作为很好的医学研究工具。 构建和修复组织器官。细胞打印成型组织和器官可以根据病体的需要进行器官移植和修复。 3D生物打印技术的应用 现阶段，一些皮肤、脂肪组织可以打印并用于修复。打印移植器官还在研究中，最有希望率先突破的领域可能在人工肝脏方面。 做药物研发领域的药物筛选的模型。细胞打印成型组织和器官可以用来进行药物筛选的试验，弥补现阶段蛋白筛选直接到动物体筛选的技术缺失，提高药物筛选的效率和新药的研发速度。 3D生物打印技术的应用 康奈尔大学机械工程与计算机科学技术教授胡迪?利普森在2013年出版的《3D打印：从想象到现实》一书中，提出了一个“3D打印生命阶梯”的概念。胡迪?利普森认为：把身体各部位根据复杂性排列成一个很高的阶梯。无生命的假肢会位于阶梯的底层；中层将是简单的活性组织，如骨与软骨；简单组织之上将会是静脉和皮肤；最靠近阶梯顶层的将是复杂且关键的器官，如心脏、肝脏和大脑；生命阶梯的顶层将是完整的生命单位—也许有一天将会是具备完整功能的人造生命形式。如今，3D打印技术已经实现所构想的阶梯的底层，我们正在探索中间级并梦想着有一天可以到达最高级。 3D生物打印技术的应用 当前，第一波3D打印身体部位的商用浪潮已经出现，3D打印的假肢、牙冠、隐形眼镜与助听器等无生命修复形式已经存在于世界各地成千上万人的体内。 3D生物打印技术的应用 3D打印牙齿、助听器以及矫正器的过程都很相似：先对身体出现问题的部位进行扫描，再将扫描数据发送到一个特殊实验室，在那里这些数据被调整为可行性设计文件，最后，按照设计文件用软橡胶、坚硬而有光泽的陶瓷或者柔软而有弹性的透明