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新手已上路木蟲 (職業(yè)作家)
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用3D打印，給你做個(gè)超級(jí)英雄的假肢
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時(shí)間:2015-03-24 11:06 來源:環(huán)球科學(xué)（huanqiukexue.com） 在專業(yè)3D打印設(shè)備的制造商正特意為牙科使用者研制推廣3D打印技術(shù)的同時(shí)，其在非牙科醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也正進(jìn)入全新的快速發(fā)展時(shí)期。 醫(yī)療衛(wèi)生是當(dāng)今引發(fā)持續(xù)討論的話題，但醫(yī)療衛(wèi)生并不都和政策有關(guān)。治療和技術(shù)的創(chuàng)新正在改革人們的醫(yī)療關(guān)懷方式，盡管某些方法要么是難以跟上時(shí)代，要么是與改善生活或拯救生命的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)�，F(xiàn)在，隨著輔助制造行業(yè)的快速發(fā)展（這些越來越受歡迎的技術(shù)經(jīng)常指3D打印機(jī)），醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的未來正以熟悉同時(shí)又引人注目的方式進(jìn)步著。 在專業(yè)3D打印設(shè)備的制造商正特意為牙科使用者研制推廣3D打印技術(shù)的同時(shí)，其在非牙科醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也正進(jìn)入全新的快速發(fā)展時(shí)期。 在制造業(yè)背景下，相比于與其他熱門產(chǎn)業(yè)例如航天、汽車等，3D打印的醫(yī)療應(yīng)用是相當(dāng)獨(dú)特的。為什么呢？答案顯而易見，在所有的醫(yī)療衛(wèi)生應(yīng)用中都體現(xiàn)著人類元素，與拯救人類生命或者顯著提高人類生活質(zhì)量這樣的成功結(jié)果相比，花費(fèi)成了次要的顧慮。 但根據(jù)我們最近對這個(gè)領(lǐng)域的十年預(yù)估，在數(shù)字3D設(shè)計(jì)，醫(yī)學(xué)成像和3D打印領(lǐng)域有異常強(qiáng)烈的協(xié)同作用，三者相互促進(jìn)是解決醫(yī)療問題的力量，醫(yī)生們可以通過病人自身的數(shù)據(jù)而捕獲（結(jié)果），進(jìn)行操作，并最終借助3D打印技術(shù)運(yùn)用任何形狀和大小的物理解決方案。沒有這樣的技術(shù)，個(gè)性化醫(yī)療很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴∪藗冃枰軌蚝唵慰焖僦圃斓莫?dú)一無二的元件。 3D打印技術(shù)有潛力通過各種革命性的醫(yī)療解決方案來影響千千萬萬的人，尤其是其中兩塊特別有趣的領(lǐng)域：外科手術(shù)和其他棘手健康狀況的治療。 改革手術(shù)方式 在如今的手術(shù)室里，盡管醫(yī)生們能夠很容易地將一臺(tái)手術(shù)里習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)用于其他手術(shù)，3D打印在手術(shù)室里的應(yīng)用一般仍局限于相對較少的手術(shù)類型。舉個(gè)例子，有關(guān)3D打印醫(yī)療模型使用的前沿案例研究正在迅速地引起關(guān)注，例如兩歲的米娜•可汗（Mina Khan）和她所使用的心臟模型就使用了這一技術(shù)，該模型使外科醫(yī)生能構(gòu)建定制的移植心臟來修補(bǔ)她心室的缺陷。 外科醫(yī)生們認(rèn)識(shí)到3D打印技術(shù)能減少手術(shù)時(shí)間，降低錯(cuò)誤或是并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，并且可通過使用3D打印的手術(shù)模型和工具來為病人提供更好的結(jié)果——在目前實(shí)現(xiàn)面部移植的努力中這是顯而易見的。 現(xiàn)在專業(yè)的3D打印機(jī)使用有多種紋理、透明、靈活的光固化型樹脂，所以在手術(shù)開始前，外科醫(yī)生可以根據(jù)病人骨頭、血管或是其他器官的CT掃描數(shù)據(jù)來計(jì)劃復(fù)雜的手術(shù)，然后轉(zhuǎn)成3D打印的電子文檔以供操作研究。對于涉及到打斷或是鉆入骨骼結(jié)構(gòu)的手術(shù)，例如下顎手術(shù)、全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)或是其他涉及到關(guān)節(jié)的手術(shù)，3D打印也能夠根據(jù)打印的定制參考的和工具完美適用。 運(yùn)用醫(yī)學(xué)成像和3D建模技術(shù)，醫(yī)生們現(xiàn)在也可以用3D打印機(jī)來建造可以被固定到病人骨骼結(jié)構(gòu)的臨時(shí)工具，為重塑骨架提供一個(gè)精準(zhǔn)的“藍(lán)圖”，從而完美地適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)大小的植入裝置。定制的打印鉆孔導(dǎo)板保證螺釘被準(zhǔn)確放置以確保與病人身體合適匹配。 在十年內(nèi)，3D打印的醫(yī)療模型和定制的手術(shù)導(dǎo)板很可能成為許多手術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)流程，包括心臟手術(shù)、，下顎手術(shù)、，全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)、，髖關(guān)節(jié)置換術(shù)、，顱內(nèi)植入、，肩關(guān)節(jié)手術(shù)、，脊椎手術(shù)或者更多其他手術(shù)。 讓不可治變得可治 在快速發(fā)展的3D打印醫(yī)療手段中，最振奮人心的結(jié)果之一就是它能給予原先毫無希望的病人以幫助，無論是經(jīng)濟(jì)上的困難還是特定條件下的限制。全世界上百萬人都無法接受關(guān)鍵性手術(shù)治療，現(xiàn)在，一些案例中，3D打印正幫助人們消除那些障礙。 安裝假肢手和人工橈動(dòng)脈（在手肘以下）時(shí)存在一個(gè)奇特的現(xiàn)象。就總市值而言，大部分醫(yī)療設(shè)備公司對于這類假肢的需要并不會(huì)增加。傳統(tǒng)的人工橈動(dòng)脈十分昂貴，一般來說每個(gè)產(chǎn)品花費(fèi)在一萬到兩萬美元，甚至更多。假肢會(huì)逐漸退出廣泛應(yīng)用，并且如果病人還年輕并仍在成長中，一副假肢是不現(xiàn)實(shí)的——尤其當(dāng)病人還要依靠另一個(gè)功能健全的肢體時(shí)。一千個(gè)人中沒有一百個(gè)也有十個(gè)人能在人工橈骨幫助下過上更好的生活，但他們現(xiàn)在根本就不能享受一個(gè)可行的解決方案。 然而3D打印正改變這種局面——迅猛地改變。 過去兩年里，涌現(xiàn)出大量完全定制的功能性假肢，它們甚至用最廉價(jià)的3D打印機(jī)就能完成。根據(jù)e-Nable在內(nèi)的志愿者團(tuán)體聯(lián)系打印設(shè)備與需要假肢者的經(jīng)驗(yàn)分析，這些假肢的總成本（包括材料在內(nèi)）不過幾百美元。 甚至對于沒有3D打印機(jī)的人來說，擁有功能型假肢手也突然成為可能——包括了那些假肢僅僅幾個(gè)月就不適應(yīng)生長中的身體，而在童年時(shí)代飽受煎熬的孩子們�，F(xiàn)在，只要擁有了一臺(tái)打印機(jī)，就可以在24小時(shí)內(nèi)為兒童打印出新的假肢。并且，這些假肢完全實(shí)現(xiàn)了“私人訂制”�，F(xiàn)在，許多孩子因?yàn)閾碛蟹轮破渥類鄣某?jí)英雄的假肢而興奮不已。 植入用3D打印髖和脊椎盡管仍只占有整個(gè)植入物品市場的極小一部分，卻成為技術(shù)治愈不治之癥的又一偉大案例。 專業(yè)醫(yī)學(xué)移植提供者正用工業(yè)打印機(jī)為病人打造定制的植入物，否則那些病人們很難找到用傳統(tǒng)方式植入的辦法。隨著人口老齡化程度增加，老年人身體機(jī)能正在退化，所以不太可能讓他們的髖接受兩次甚至三次手術(shù)。通過3D打印制造專業(yè)植入物往往是有希望長效治愈患者的唯一方案。 接下來是什么呢？ 除了模型，手術(shù)導(dǎo)板和植入物等已經(jīng)證實(shí)的方法，工程師們也在探索更具實(shí)驗(yàn)性又有可能改變生活的途徑。 骨骼支架的現(xiàn)狀幾十年來基本都不受質(zhì)疑。傳統(tǒng)的玻璃纖維外套需要專業(yè)人員輔助穿戴，而其臃腫的設(shè)計(jì)和保持干燥的限制很大程度影響了日常生活。優(yōu)雅的3D打印支架不久將打破這一局面，因?yàn)椴∪丝梢栽跀?shù)秒間迅速地打開關(guān)閉支架，同時(shí)其材質(zhì)讓皮膚得以呼吸不至于腐爛分解，克服了傳統(tǒng)玻璃纖維外套的一大弊病。該設(shè)備能夠簡單迅速穿脫的性能節(jié)省了骨折病人與專家90%的預(yù)約時(shí)間。同時(shí)，輕巧貼身的設(shè)計(jì)讓穿戴者在愈傷期間更加自由地過正常生活。 3D打印醫(yī)療衛(wèi)生方案仍有待提高。當(dāng)橈骨假肢技術(shù)迅速發(fā)展時(shí)，腿部假肢仍面臨嚴(yán)重的3D打印挑戰(zhàn)：單單使用最易獲得的打印機(jī)和打印材料不能滿足持續(xù)增長的對于假腿的需要。定制的3D打印“罩子”本質(zhì)上是對傳統(tǒng)金屬假腿美化，這也許是3D打印唯一能對假腿改進(jìn)的領(lǐng)域了。但是在這一領(lǐng)域或是其他領(lǐng)域的未來創(chuàng)新潛力不可限量 正是醫(yī)療設(shè)計(jì)的創(chuàng)新者們愿意跳出常規(guī)思考，3D打印才能推動(dòng)醫(yī)療衛(wèi)生的變革。3D打印的醫(yī)療應(yīng)用無論是處在最初的實(shí)驗(yàn)階段還是已經(jīng)處于改革醫(yī)療實(shí)踐的前沿都以以下三點(diǎn)為旨：能夠治療更多原先無法醫(yī)治的病人；給病人更好地療效；消耗醫(yī)學(xué)專家更少的直接關(guān)懷時(shí)間。這就是醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的未來——3D打印讓醫(yī)生治療更多病人，承擔(dān)更少風(fēng)險(xiǎn)。（撰文：斯科特•鄧納姆 翻譯：尤衡一 審稿：董子晨曦） 關(guān)于作者：斯科特•鄧納姆（Scott Dunham）是SmarTech Markets Publishing公司的一位高級(jí)分析師，這是一家專營輔助制造和3D打印的公司。鄧納姆經(jīng)常在世界范圍的3D打印工業(yè)活動(dòng)擔(dān)任重要發(fā)言人，并且將出席4月1日Additive Disruption峰會(huì)和5月19日的RAPID會(huì)議。他在Live Science上發(fā)表了這篇文章。 原文鏈接：http://www.livescience.com/49913 ... ng-health-care.html 3D打印心臟的特寫 一位年輕的索爾正用他打印的假肢緊抓著戰(zhàn)錘 |
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