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3D打印技术,在前两年名声大噪,近两年却慢慢隐去了姓名。事实上,3D打印一直在医疗界作为关键而重大的角色存在着。
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什么是3D打印?
' y4 b0 \" L5 c8 ~. m3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
/ N3 J8 ?; @ {, u3D打印如何实现?8 M9 O: l- k# w3 g! N. s5 Q% M
采用数字技术材料打印机,常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。; S S! Y4 H0 ^* X5 N6 F3 I
目前,该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。8 @2 m( J/ `8 R
先给大家讲一个最近的故事。
# m& e0 L% i" P6 [' n! _标题的小男孩来自美国,名叫扎克,今年仅10岁。他一直因为没有左手臂而苦恼,直到他成为美国仿生3D打印“英雄手臂”最年轻的患者——就像超级英雄大片《钢铁侠》里的一样。
4 N: F- V- F& v2 `+ c$ U: h 这款3D打印手臂最特别的是,它由患者的肌肉信号控制。比如系鞋带、拿东西这样的“小事”,对于传统安装假肢的患者来说非常不便,但3D打印的手臂能够完全反应出机体的需要,此外,它还非常防水。
# M1 R0 ~) y' @$ j, j 戴上仿生手臂,扎克第一次体验了两只手骑自行车、读书、玩电子游戏,等等,几乎和健康人完全一样了!
+ x, g! f5 |" A l; Z, i 变身“钢铁侠”的扎克回学校上学时,几乎引发了全校同学的观看和羡慕。9 _% N" Y, O! \) O9 Y. n$ V
3D打印技术在医学领域的应用,远远不止于此。) h, }' X" P# ^3 \
来自英国纽卡斯尔大学的科学家们,已经创造出了全球首个3D打印人类眼角膜——意味着传统依靠捐献眼角膜的医疗方式,正在成为过去式。7 E/ B; H, O' y! l
通过使用独特的“生物墨水”和角膜干细胞,研究人员可以在十分钟之内打印出人类可用的3D打印眼角膜。
& V6 ^. c, b& ^, Q& |这种奇异墨水,由藻酸盐和胶原蛋白组成,将这种生物墨水与人类的角膜干细胞混合在一起后,再进行3D打印,干细胞就会在生物墨水周围开始生长……过于神奇!
, O! w* [8 o8 c: R' |" I% D1 X( S 除了眼角膜,最近医疗界一条重大新闻,是以色列特拉维夫大学的科学家使用包括血管、胶原蛋白和生物分子在内的人体组织3D打印出一颗跳动的心脏。光看图片,就觉得……也太精致了8……这么小,还会轻轻跳动!
. D" J4 ?: E2 F8 L0 W- E 这颗心脏虽然长度只有2.5厘米,大小与一颗兔子心脏相仿,但它拥有完整的细胞、血管和心腔。0 Q, a: o! ~# [; \1 b. K
遗憾的是,这个心脏目前还不能被应用于人类器官移植,因为它还不具备泵血能力,大小也与人类心脏不同。而且,受到3D打印机精度的限制,目前还不能打印出心脏上的所有血管。
+ y: G6 j: E7 M0 D/ t 坐等3D打印心脏可以真正移植的那一天!9 c/ q |0 q" n2 J) r: A
3D打印还有很多好玩的小应用。麻省理工大学(MIT)的一个研究小组曾经将基因工程细胞3D打印出来,类似于树状活细菌的薄膜纹身。5 [% v, t5 X' [* @- Y4 y. T6 f
这个纹身里的活细胞是经过研究人员编程的,它有特定的作用:通过“变亮”的形式指出皮肤或人体内特定化合物的存在。
% S& C# k3 a, u5 m4 {" R# h$ A8 v这棵“树”的每一个分支上都有对不同分子化合物敏感的细胞。当这个透明的贴片贴在具有相同化合物的皮肤上时,树的相应分支就会变亮。它可以用于我们对个人健康状况的检测。
: v0 e1 l4 @2 N 试想一下,贴一张纹身就能检验身体的某些成分,不再需要繁琐的抽血、化验、或者尿检了。未来或许都不需要验孕棒,一个3D打印的纹身就可以搞定!+ f$ ^1 U8 M( R9 {5 ?; h
去年,生产出了世界上第一个3D打印的运动鞋——利用耐克Zoom Vaporfly Elite Flyprint技术,这款鞋只有169克。' |( m! j' v. Q* D, O' ? w. B9 e
这款鞋的鞋面看起来很像普通的蝴蝶鞋面,由于它是由织物打印而出,不需要部件之间的黏连固定,因此柔韧性和弹性都非常棒,而这种“一体感”设计让鞋子更轻。2 T, V5 I' ~/ d2 Q
当然,3D打印技术的表现领域远远不止于此,为了我们将在更多领域看到3D打印的身影。或许我们会在3D打印的房子里,吃着3D打印的食物,玩着3D打印出来的游戏机……或者,我们每个人都可以成为建造师,只要设计出一张图纸,就能打印出自己喜欢的东西!
5 M y, S' s; L7 r: U; n2 y7 O 3D打印的好处太多了。制造复杂物品不增加成本、无须组装、设计空间无限、零技能制造、材料无限组合等等。
; w0 u7 z8 }) Z! W$ N" o2 |! v但3D打印人体器官或结构,却衍生出无限的市场潜力与人文价值——它或将终结当今医疗市场的灰色地带、世界各国秘密流转的黑色产业链——器官移植。众所周知,目前这一产业存在难追溯、关系网密、打击困难种种问题。而3D打印移植器官,可以从根本上解决这个跨国产业链条,解决医疗环境中对于再生人体器官的需求。我们期待这一天的到来。
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来源:http://www.yidianzixun.com/article/0MOr2Z6Y
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