中国3D打印医疗研发 巅覆传统技术认知

2019-07-09 11:41

  3D打印在产品设计建模以及个性化产品订制领域具有广泛应用前景。此前有市场报告指出,医疗领域是现在3D打印应用重点之一,研发人员正计划在植入式医疗器件中采用该类制造技术。

  3D打印技术时下俨然成为生物医学领域的新宠。骨骼打印在我国多家医院进入临床试验阶段,杭州一台生物3D打印机在实验室里打印出了血管、脂肪、肝组织。未来的某天,它是否能按需打印出替代品更换被癌细胞侵占的病变器官,或者是不断跳动的心脏?在乐观的研究者看来,至少需要15-20年。

  不过,在前之前利用3D打印技术制造的植入式医疗器件或将先一步进入临床应用领域。从中科院获悉,中科院理化技术研究所、清华大学联合研究小组提出了一种基于液态金属的可植入式生物医学电子器件体内3D打印成型技术,将有望使心脏起搏器等植入式医疗器件实现在人体内塑形。

  临床上,常用的植入式医疗器械,如脑起搏器、心脏起搏器、神经刺激器等,为广大脑中风、心血管疾病与糖尿病患者的生理功能保障提供了不可或缺的支撑,但其缺点也十分明显。比如,此类设备植入过程手术繁琐、创伤大,患者常常要接受开颅、开胸手术、设备植入、伤口缝合等一系列复杂程序。一方面会给患者造成身心痛苦,创口过大还易引起手术并发症及感染风险,同时手术与设备运行支持等无形中也给患者带来经济压力;此外,传统的刚性设备植入体内后会带给应用对象不适感。因此,实现一种方便快捷的体内柔性电子装置直接打印制造方法,将在缓解患者负担的同时也有助于推进灵巧型植入式医疗电子技术的进步。

  该研究小组研究小组首次提出了一种以微创方式直接在生物体内目标组织处喷墨注射成型的医疗电子器件在体制造方法。科研人员首先将生物相容的封装材料注射于体内,固化形成特定结构,然后在此区域内进一步将导电性金属墨水、绝缘型墨水乃至配套的微/纳尺度器件等顺次注射,形成目标电子装置,通过控制微注射器的进针方向、注射部位、注射量、针头移位及速度等,可在目标组织处按预定形状及功能构建出终端器械。

  由于全部器件及单元均采用基于微针的液相注射方式实现,因而整个手术过程达到了高度的微创性,所形成的柔性器件具有较高的顺应性、适形化以及低创性与低成本,此项技术颠覆了大众对传统电子与3D打印技术的认知,一旦顺利进入临床阶段,将成为现代医疗与3D打印创新应用的新渠道。

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