推動(dòng)醫(yī)療水平實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍,3D生物打印被寄予厚望。3D打印人體器官離我們到底還有多遠(yuǎn)?新華社記者在2. . .
推動(dòng)醫(yī)療水平實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍,3D生物打印被寄予厚望。3D打印人體器官離我們到底還有多遠(yuǎn)?新華社記者在2014世界3D技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)上進(jìn)行了調(diào)查。
醫(yī)療已應(yīng)用3D打印技術(shù)只是“皮毛”
北京工業(yè)大學(xué)激光工程學(xué)院教授陳繼民說,3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用可分為三個(gè)層次,離人體越近的應(yīng)用難度越大,離人體遠(yuǎn)一點(diǎn)的相對(duì)簡(jiǎn)單,比較容易實(shí)現(xiàn)。第一層是人體外應(yīng)用。例如,利用3D打印機(jī)可將CT、MR的二維圖像生成三維圖像和模型,大夫分析病情時(shí)更直觀,也能幫助他們術(shù)前分析和規(guī)劃,降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
解放軍總醫(yī)院全軍骨科研究所副主任彭江說,如果做S型的脊柱側(cè)彎手術(shù),可以利用3D打印機(jī)打印一個(gè)模型,分析問題能糾正到什么程度。3D打印技術(shù)應(yīng)用于手術(shù)指導(dǎo)很早就有了,技術(shù)上比較成熟,產(chǎn)品審批也相對(duì)簡(jiǎn)單,因此靠市場(chǎng)自身推廣作用就可以了。但軟組織模型只能用于培訓(xùn)和手術(shù)預(yù)演,做手術(shù)要看具體情況。
陳繼民說,第二層離人體更近一步,是一些醫(yī)療輔助工具。例如,種植牙時(shí)為了種得比較準(zhǔn)確,可以利用3D打印技術(shù)將患者的牙齒模型打印出來,先用計(jì)算機(jī)模擬種牙的位置、角度和深度,再打印出“導(dǎo)板”,有了“導(dǎo)板”牙齒就能非常準(zhǔn)確地植進(jìn)去。“第三層,即植入人體內(nèi)的組織、支架、骨骼和器官,這一層的應(yīng)用就需要很高的技術(shù)含量,就目前來說距應(yīng)用還有一定的距離。”陳繼民說。
記者采訪了解到,目前醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù)除了用于術(shù)前指導(dǎo),比較常見的還有在骨折治療中訂制個(gè)性化鋼板。這并不能起到避免排異的效果,只是鋼板形狀更好,方向更匹配,更好固定。醫(yī)療輔助工具和人體組織、器官的3D打印技術(shù)應(yīng)用,還在臨床試驗(yàn)或基礎(chǔ)研究階段,醫(yī)療已應(yīng)用3D打印技術(shù)僅是“皮毛”。
3D打印技術(shù)進(jìn)行器官移植或還要20年至30年
美國(guó)德雷塞爾大學(xué)教授、中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)周功耀說:“我在上世紀(jì)90年代就開始接觸3D生物打印,發(fā)展了幾十年,至今尚未到3D打印器官移植的階段,這是因?yàn)樯鼰o小事。3D打印耳朵、膀胱和心臟等都是在實(shí)驗(yàn)室里,在植入人體前還要做大量實(shí)驗(yàn)、積累并分析大量的數(shù)據(jù),不斷改進(jìn),要做的事情還很多很多。”
周功耀認(rèn)為,3D打印的部分器官等可能在已知科學(xué)范疇內(nèi)沒有問題,但生物技術(shù)領(lǐng)域還有很多人類不掌握、沒有探究到的信息。即使人工器官在體外功能正常,一旦植入體內(nèi),是否能運(yùn)作、是否產(chǎn)生毒素以及有哪些副作用都不得而知。
“人體系統(tǒng)非常復(fù)雜,萬不得已,不能用有限技術(shù)制成的器官去對(duì)接無限復(fù)雜的人體系統(tǒng)。生命是第一大事,也是3D生物打印發(fā)展的第一大困難。”周功耀說,“但3D生物打印的一些前瞻性研究和個(gè)體實(shí)例出現(xiàn)是好事,將最終促成技術(shù)和產(chǎn)品的成功。”
記者了解到,在骨科醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印技術(shù)用于顱骨修復(fù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn),而且部分醫(yī)院臨床實(shí)踐獲得成功,但3D打印人工關(guān)節(jié)還存在技術(shù)瓶頸。
周功耀表示,利用細(xì)胞3D打印技術(shù)進(jìn)行器官移植一般有兩種方式。以肝臟為例,一種是先將患者肝臟形狀掃描下來,用生物材料做成支架放入體內(nèi),再將細(xì)胞植入上去,體內(nèi)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)液充足的情況下,長(zhǎng)出肝臟;另一種是在體外直接打印肝臟,直接移植到患者體內(nèi)。第二種更為科學(xué)和理想一些,但還有很長(zhǎng)的路要走,保守估計(jì)需要20年至30年。
有業(yè)內(nèi)專家指出,在3D打印人體器官研究上,不妨先從器官的營(yíng)養(yǎng)支持系統(tǒng)做起。因?yàn)槠鞴俚臓I(yíng)養(yǎng)吸收和排泄正是其在體內(nèi)逐漸修復(fù)、適應(yīng)和代替舊器官的過程,如果能先構(gòu)建和研究清楚器官的支持系統(tǒng),將降低器官植入人體后的排異反應(yīng)和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。
此外,細(xì)胞過于“嬌嫩”的特性是3D生物打印的一大技術(shù)難點(diǎn)。一位業(yè)內(nèi)專家建議,可先將細(xì)胞構(gòu)建為組織,變成直徑200微米的微球,再利用3D打印機(jī)打印時(shí),單個(gè)“細(xì)胞”被保護(hù)了起來,它不再那么“嬌嫩”,可降低受環(huán)境影響而死亡的可能性。
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