生物3D打印與臨床需求

生物3D打印在臨床治療中的意義

一切事物的發展都遵循螺旋式上升的規律，就社會生產而言，就經歷了就地取材-手工制造-機器大生產這樣的發展過程，而機器大生產階段的手工制品則成為奢侈品，這體現了個性化與標準化（機器大生產）的博弈。

醫學同樣遵循螺旋式上升的發展規律，并極大地依賴于社會科學技術水平的進步，但醫療行業具有自身的特殊性。個性化是醫療行業不可忽視的特性，生命至上，因此醫療產品不能存在次品，基因的個性差異從根本上決定了患者醫療需求的差異。目前，醫療產品大都是標準化大生產制造品，只有少量固定規格，無法滿足患者個性化需求。雖然治療手段的標準化存在有利的一面，可通過比較、根據經驗等選出較好的醫療方案，但它極大地弱化了個性追求。診治手段正在尋求個性化與標準化之間的平衡。

3D生物打印技術的出現為臨床醫學提供了嶄新的3D空間和無限可能，3D生物打印技術同時滿足了個體化、安全性以及經濟性三大原則。結合計算機技術，基于術前CT 三維重建、核磁共振等多種醫療手段，3D生物打印技術將在醫療產業大展宏圖。

有待應用的生物3D打印技術

3D生物打印技術的醫學應用主要集中于檢查、模型、工具、內置物、生物內植物等方面。

1、打印個性化器官結構模型：

3D生物打印的器官結構模型可以精細地顯現病灶,這將很好地指導醫生進行手術，提高手術成功率；

[2].打印個性化工具模具：3D生物打印技術可根據患者個體尺寸打造適應性臨床手術工具；

2、打印個性化內植物假體：

3D生物打印技術可根據患者個體尺寸來打造個性化內植物假體，具有更好的融合性，該技術可增加結構的納米化性能、抗菌性、生物相容性，但目前的內植物假體還不能滿足生物力學要求，打印產品僅限于內植物假體表面結構，如關節等。

3、3D打印內置物材料：

3D生物打印技術可打印金屬材料、可降解材料、甚至細胞分子等生物材料，該技術在腫瘤領域的應用良好，例如切除骨結構的病患可植入3D打印的骨骼。

4、3D打印控釋藥物：

利用3D生物打印技術打印藥物，使得藥物一經服用則可不斷釋放藥力，不用患者一再服用，增加便利性。

5、3D打印活體器官：

肝單元、腎單元、心臟、血管、 骨、軟骨等已經能夠打印，但這些打印器官真正應用于臨床還需要不斷努力。目前，人工關節已經應用于臨床，但主要在假體表面結構領域。

6、3D打印組織工程支架：

已經實現重建關節，但停留在動物實驗層面，應用到臨床還有一段距離。

生物3D打印在臨床治療中的前景

3D打印提供了豐富的想象空間和無限的可能，該技術在醫療領域的應用前景廣闊、精彩紛呈。

全球3D打印醫療市場的總銷售額從2012年的 3.545億美元增至如今的9.655億美元。3D生物打印技術有巨大的發展潛力，目前還沒有真正完美的3D生物打印產品，需要業界不斷努力。

生物3D打印合作模式與發展方向

生物3D打印技術的發展需要醫院與企業、學校、研究所的良好合作，即產學研與醫的關系。

醫療是市場的終極用戶，臨床醫生根據臨床數據提出的需求與希望為技術發展方向提供了建設性意見；產學研是技術的供給側，為技術應用發展提供了可能。

生物3D打印技術的發展存在多個層次和階段。

生物結構的3D打印目前已經實現；分子、細胞以及組織成分的3D打印是目前很多研究所正在努力的研究方向；生物器官的3D打印是發展的長遠目標；基因的3D打印是人類的福音，通過分子的3D打印而改造人類基因組成，從而從根本上治療疾病。

目前生物3D打印存在材料、打印設備、應用目標、臨床應用等多方面的局限性。材料不斷發展更新，從最初的金屬、高分子材料已經發展到聚乳酸等生物材料。材料的發展促進了生物3D打印技術的發展，從骨、軟骨的打印已經發展到部分器官(起搏器、神經刺激器)打印。

生物3D打印提供了精密醫學的可能。未來，結合大數據技術，測量患者的身體數據，建立個體數據庫，并更新數據庫，當患者發病時可以隨時提取數據，打印病損部分器官結構，結合4D技術、納米技術、量子技術等前沿技術，生物3D打印能夠從根本上改造人類基因，達到精準醫學水平。精準醫學需要產學研醫密切合作，也離不開材料學研究、機制研究、方法研究、方法研究、設備研制、應用實驗等方面的進步與發展。

生物3D打印技術的發展前途光明，道路曲折。但，路漫漫其修遠，吾將上下而求索。