孟 曉

（山東省鄒城市兗礦集團(tuán)東灘煤礦職工醫(yī)院器械科，山東 濟(jì)寧 273512）

3D打印技術(shù)主要是依照數(shù)字模型文件，通過三維CAD技術(shù)，結(jié)合塑料和粉末狀技術(shù)類可粘合材料，將其逐層打印，而后得出相應(yīng)部件。近年來，3D打印技術(shù)速猛發(fā)展，在各領(lǐng)域都取得一定成就，于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤是。本文將就3D打印技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景作淺要分析。

1 3D打印在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 人體植入物

3D打印技術(shù)不僅可用于治療人體骨盆修復(fù)和關(guān)節(jié)置換，還可用于牙齒修復(fù)等精細(xì)度較高的臨床手術(shù)中。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)在人體植入物的成就相對較高，尤其是在骨外科的應(yīng)用中[1]?；诠峭饪迫睋p修復(fù)所需植入物其大小、形狀等截然不同，由此，其所需植入物對精確度要求更高，而3D打印技術(shù)即可滿足其高度定制化的要求。一方面，骨外科手術(shù)中常用修復(fù)材料，如不銹鋼、鈷鉻合金和Ti6A14V鈦合金等金屬材料均可用于3D打印技術(shù)中，通過激光束、電子束等設(shè)備即可進(jìn)行小型產(chǎn)品的批量制造。另一方面，3D打印技術(shù)還可根據(jù)需要制造大小不一的微孔，從而既有效促進(jìn)金屬與人體骨骼之間的吻合，又可減少金屬材料彈性模量帶來的應(yīng)力遮擋?；诖耍?D打印技術(shù)在骨外科植入物方面具有不可忽視的優(yōu)越性。臨床實(shí)踐中，用于3D打印骨骼的材料主要為磷酸鈣，輔以鋅、硅等提高其硬度，由此，其所產(chǎn)出部件即可滿足支撐人體的需要。當(dāng)前，我國臨床實(shí)踐中，已引入人工髖關(guān)、椎間融合器、人工椎體等3D打印技術(shù)成品。經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，該成品可有效促進(jìn)人體原生骨細(xì)胞與打印骨骼的結(jié)合，從而避免產(chǎn)生骨骼松動現(xiàn)象。

1.2 手術(shù)導(dǎo)向模板

在以往臨床實(shí)踐中，手術(shù)導(dǎo)板需要結(jié)合模板設(shè)施等配套工具聯(lián)合植入，同時還需輔佐以影像學(xué)檢查，確保植入安全性和精確性，因此，其操作難度較大，且費(fèi)用高，不具臨床推廣價值。而通過3D打印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)手術(shù)導(dǎo)板的個性化打造。作為個性化手術(shù)工具，主要導(dǎo)板包括脊柱導(dǎo)板、關(guān)節(jié)炎導(dǎo)板等，通過結(jié)合逆向工程技術(shù)，3D所制導(dǎo)板不僅減少了術(shù)中放射性暴露，改善放射劑量分布不均情況，還可有效與人體骨骼契合，降低手術(shù)風(fēng)險，從而可提高腫瘤殘留臨床療效。此外，3D打印導(dǎo)板還可降低感染事件發(fā)生概率，從而提高臨床手術(shù)安全性，減少術(shù)后并發(fā)送發(fā)生概率。

1.3 生物打印

生物打印技術(shù)主要是指將人體細(xì)胞作為原材料，聯(lián)合生物墨水，將其構(gòu)制成具有血管等內(nèi)部構(gòu)造的生物活性組織，由此，即可實(shí)現(xiàn)人體組織、器官的批量化打印。生物墨水主要成分是活細(xì)胞混合液，當(dāng)前生物墨水類型主要有細(xì)胞懸液、載細(xì)胞水凝膠、脫細(xì)胞化細(xì)胞外基質(zhì)溶液等，其中，細(xì)胞懸液可通過噴墨打印技術(shù)層層疊加制成細(xì)胞團(tuán)塊；載細(xì)胞水凝膠則可提高三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；而脫細(xì)胞化細(xì)胞外基質(zhì)溶液則可為細(xì)胞原材料提供天然微環(huán)境，從而促進(jìn)細(xì)胞的繁殖生長[2]。

生物打印技術(shù)主要臨床實(shí)踐有，細(xì)胞打?。航?jīng)英國學(xué)者實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可通過3D生物打印技術(shù)制成胚胎肝細(xì)胞及其類肝細(xì)胞和誘導(dǎo)多能肝細(xì)胞，而通過40層疊加后，即可形成與肝細(xì)胞類似的迷你肝臟。微型肝臟：其不僅可提供符合人體需求的膽固醇、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，還可將鹽分等物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)至其他機(jī)體器官。血管組織：在結(jié)合皮膚纖維細(xì)胞與間充質(zhì)肝細(xì)胞的基礎(chǔ)上，聯(lián)合打印微通道即可形成血管組織的打印。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其所制成血管組織可有效完成人體內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸，從而維持正常新陳代謝活動?；诖?，生物打印技術(shù)下制成的血管組織不僅可維持人間充質(zhì)肝細(xì)胞存活，還可充分支持其成骨分化活動。軟骨組織：以人體軟骨細(xì)胞為原材料，結(jié)合含有納米纖化纖維素混合液的生物墨水，即可打印制成手術(shù)所需透明軟骨組織。經(jīng)實(shí)踐證明，所制軟骨細(xì)胞完全可分泌泌Ⅱ型膠原，有效保持其免疫調(diào)節(jié)功能。

2 展望及討論

盡管3D技術(shù)一定程度上促進(jìn)了醫(yī)學(xué)器械領(lǐng)域的發(fā)展，然而其大規(guī)模應(yīng)用還面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其在監(jiān)管層面。針對此，應(yīng)展開調(diào)研工作，廣泛收集和聽取專家學(xué)者和醫(yī)生患者的意見，建立完善個性化、合理化、系統(tǒng)性的醫(yī)療器械監(jiān)管體系，在產(chǎn)品完全符合生產(chǎn)質(zhì)量管理體系要求的基礎(chǔ)上，要求醫(yī)療從業(yè)人員作為其中重要參與者參與醫(yī)療器械申報工作中，從而提高規(guī)范性和約束力。同時，在3D打印成品批量化生產(chǎn)過程中，應(yīng)經(jīng)相關(guān)政府部門許可認(rèn)證后方可批準(zhǔn)上市，并相關(guān)政策法規(guī)進(jìn)行有效監(jiān)管[3]。

專家表明，個性化醫(yī)療是未來醫(yī)療發(fā)展主要特點(diǎn)，3D技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域中既是大勢所趨，也是醫(yī)學(xué)發(fā)展必然要求，盡管當(dāng)前我國3D技術(shù)打印成品大部分仍處于科研階段，其在打印材料、工藝技術(shù)、精確度、成本等方面還存在諸多難題，但是隨著學(xué)者研究不斷深入，現(xiàn)代科學(xué)不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)可逐步擴(kuò)大其原材料取材范圍，提高其精確度和效率，降低其制作成本，開闊出醫(yī)療發(fā)展新天地。

[1] 鄧 濱,歐陽漢斌,黃文華.3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2016,33(04):389-392.

[2] 周 慶,黃 毅.3D打印技術(shù)在腦外科中的臨床應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)工程,2017,25(04):21-25.