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　　“序文：良众科幻片子里都有如许的情节：主角身体受到吃紧创伤，如皮肤的缺损、内脏的毁伤，但正在前辈医疗技艺的助助下却能很疾痊愈，伤口也复兴如初......正在医学科技高速开展的此日，这种夸姣的设念正正在逐渐变为实际，这都源于一项可能改观人类运气和异日的学科——再生医学。”

　　构制工程是再生医学的紧要构成个别，也是紧要的构制再生技艺之一。守旧构制工程有三个因素：支架、细胞（附着于支架上扩增，首要为众精明细胞）与成长因子，以此“再生”出新的肌肉、神经、骨等人类所需的构制、以至器官。跟着干细胞、构制工程等钻研的连续长远，“再生医学”这门新兴学科起首引颈一场影响深远的医学革命。

　　中邦科学院遗传与发育生物学钻研所再生医学钻研团队职掌人戴修武透露，再生医学有利于指点构制再生，以修复因老化、生病、受损酿成的不健壮构制或器官。今朝，再生医学正正在为其它构制器官，如心脏、肝脏等供给毁伤修复方面的可行性医治战术。不久的来日，人们也许可能正在体外实行器官“创制”，用以取代人体缺损的构制器官。

　　对此，邦际上目前承认的途径有两条：通过生物反响器举办器官构制的体外教育，以及通过3D生物打印来创制效用器官及构制。

　　3D打印 (Three Dimensional Printing，3DP)技艺又称增材创制技艺或迅疾成型技艺，肇端于20世纪80年代，是一种基于三维可视化模子的迅疾积聚成型技艺，通过三维扫描、算计机辅助安排三维数字化模子，并对模子举办分层和数控编程，造成STL文献输入3D打印机。如许，无需模具和呆滞加工，3D打印机就可直接将金属、塑料、陶瓷、粉末、细胞、凝胶等简单或搀和原料通过激光束或热熔喷嘴等本事层层叠加，最终造成三维实体布局。

　　3D打印技艺与构制工程的联络，出现出了新的开展前景。最初，3D打印首要用于创制、定制支架，譬喻凭据患者需求，“打印”一个定制合节，然而，这个支架是没有性命的。今朝，科研职员将带有成长因子的细胞参加3D打印机，打印出了带有性命的“活”的支架，这种技艺被情景地叫作“3D生物打印”。

　　守旧的平面打印的条件是将必要打印的新闻造成打印机可读的文献，或图片或文档或是其它体例，然后将此文献新闻传送到打印机，经打印机解读后正在打印纸上以平面形式将文献实质打印出来。常常来说，平面上打印出来的任何形式或符号并不具备现实的效用，只动作转达新闻。

　　3D打印是把数据和原料放进3D打印机中，机械会依照圭外把产物一层层制出来。3D打印机与守旧打印机最大的区别正在于它利用的“墨水”是实实正在正在的原原料，从繁众的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质，堆叠薄层的大局众种众样，可用于打印的介质品种也良众。有些打印机还能联络分别介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔弱。

　　3D生物打印的基础思绪是：将器官举办全细胞解析后修模，通过将相宜的生物效用型原料与细胞搀和，举办3D逐层打印，是细胞精准定位，最终打印出具有效用的构制器官，再举办移植。

　　1、三维安排：获取三维模子数据（尺度文献体例STL）——三维软件修模、三维扫描仪扫描、物体拍摄众角度的照片；2、切片处分：算计机软件读取STL模子软件，将三维模子“分区”成逐层的截面，即切片米乐M6官方，从而教导打印机逐层打印；3、实行打印：用液体状、粉状或片状的原料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各式办法粘合起来从而创制出一个实体。

　　生物原料能否被打印与所利用的三维打印机械有很大干系。分别的打印机对原料的恳求不尽类似。正在生物医学范畴，首要利用的打印机分为四品种型：光固化立体印刷技艺、熔融重积打印技艺、抉择性激光烧结技艺、直接浆料挤压技艺。

　　熔融重积以及直接浆料挤压技艺，是两种常用的制备骨构制工程支架的手腕。打印的浆料有些是与水或者低沸点溶剂混融的蚁合物溶液，有些是正在挤出后能迅疾挥发的蚁合物溶液，或者极少水凝胶可以正在挤出后仍然支柱从来的布局。通过三维打印成型的水凝胶正在挤出后可以通过触变举动、温度觉得或者交联等办法支柱形式。

　　常常状况下这两种本事正在打印长的没有支持的或者有尖利特别个别的模子时有题目。挤出的细丝没有足够的强度来马上支持住自己，以是正在没有支持的个别会展现和缓或者所有坍毁的状况。为分解决这一题目，有时正在打印的进程中也增加填充原料，正在打印实行之后用溶剂溶掉或者高温煅烧掉。

　　粒子熔化的三维打印技艺正在工业原型临盆中仍旧赢得了普遍利用，如抉择性的激光烧结重积技艺，不但能打印蚁合物、陶瓷、金属及其复合原料，还能给与其特有或庞大的布局。

　　抉择性激光烧结技艺利用有特定目标的激光使蚁合物或者金属粒子抵达其熔点以上温度，从而使粒子熔化正在一同。激光束会凭据电脑模子分层处分，从顶部起首使粒子熔化成型，并连续反复此次序抵达结尾的成绩。抉择性激光技艺成型较慢、本钱较高，并且必要利用大批原料，然则其可以正在简单机床上成型众种原料的才力使其正在很众创制范畴中仍然吞没用武之地。

　　光固化成型是最早的3D打印成型技艺，也是目前较为成熟的3D打印技艺。1986年，美邦人Chales Hull发清晰第一台基于光固化技艺的3D打印机，并创办了3D Systems公司，其后很众合于迅疾成型的观点和技艺赶疾开展。

　　该技艺的基础道理是欺骗原料的累加成型，将一个立体的标的零件的形式分为若干个平面层，以必定波长的光束扫描液态光敏树脂，使每层液态光敏树脂被扫描到的个别固化成型；而未被光束照耀的地方仍为液态，最终各个层面累积成所需的标的零件，原料欺骗率可亲昵100%。

　　近年来，3D打印技艺正在医用范畴内赢得了普遍利用，搜罗颅面移植、冠齿修复、假体器件、医疗修立、外科手术模子、器官打印、药物传输模子、骨构制工程支架方面的利用。正在再生医学范畴，钻研职员仍旧正在欺骗生物3D打印技艺教育人制器官方面赢得了值得一定的发扬。

　　正在3D打印技艺进入医疗范畴之前，再生医学首要有两条开展战术：一是通过移植细胞悬浮体或蚁合体来取代受损构制，二是通过药物技术对毁伤构制个别举办再生诱导。3D打印的展现，为再生医学的找寻供给了第三条道道。较之于之前的开展战术，3D打印不但本钱更低、功用更高，并且可能本性化定制。

　　2014年8月28日，46岁的周至农人胡师傅正在自家盖屋子时，从3层楼坠掉队砸到一堆木头上，左脑盖被撞碎，正在本地病院手术后，胡师傅固然生命无损，但左脑盖凹陷，正在别人眼里成了个“半头人”。除了面庞异于凡人，事件还伤了胡师傅的目力和言语效用。

　　医师为助其复兴情景，采用3D打印技艺辅助安排缺损颅骨外形，安排钛金属网重修缺损颅眶骨，制制有缺损的左“脑盖”，最终杀青独揽对称。医师透露，除了用钛网支持起左边脑盖外，还必要从腿部取肌肉举办加添。手术后，胡师傅的面孔将复兴，至于言语效用还得看术后复兴状况。

　　2014年8月，北京大学钻研团队凯旋地为一名12岁男孩植入了3D打印脊椎，这属环球首例。据分解，这位小男孩的脊椎正在一次足球受伤之后长出了一颗恶性肿瘤，医师不得不抉择移除掉肿瘤所正在的脊椎。然而，这回的手术对比特地的是，医师并未采用守旧的脊椎移植手术，而是测验前辈的3D打印技艺。

　　钻研职员透露，这种植入物可能跟现有骨骼尽头好地联络起来，并且还能缩短病人的痊愈功夫。因为植入的3D脊椎可能很好地跟边际的骨骼联络正在一同，以是它并不必要太众的“锚定”。其余，钻研职员还正在上面设立了微孔洞，它能助助骨骼正在合金之间成长，换言之，植入进去的3D打印脊椎将跟原脊柱牢牢地成长正在一同，这也意味着异日不会产生松动的状况。

　　2014年10月，医师和科学家们利用3D打印技艺为英邦苏格兰一名5岁女童装上手掌。这名女童名为海莉·弗雷泽，出生时左臂就有残疾，没有手掌，只要手腕。正在医师和科学家的合营下，为她安排了专用假肢并凯旋安设。

　　2014年10月13日，纽约长老会病院的埃米尔·巴查博士（Dr.Emile Bacha）医师讲述了他利用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿的实正在案例。这名婴儿患有天分性心脏缺陷，它会正在心脏内部创制“大批的洞”。正在过去，这品种型的手术必要停掉心脏，将其翻开并举办参观，然后正在很短的功夫内来决断接下来该当做什么。

　　但有了3D打印技艺之后，巴查医师就可能正在手术之前制制出心脏的模子，从而使他的团队可能对其举办反省，然后决断正在手术当中终究该当做什么。巴查医师说，他利用了婴儿的MRI数据和3D打印技艺制制了这个心脏模子。通盘制制进程共花费了数千美元，然而他估计制制价值会正在异日消重。

　　3D打印技艺可以让医师提前进修，从而裁汰病人正在手术台上的功夫。3D模子有助于裁汰手术次序，使手术变得更为平和。

　　2017年7月，瑞士联邦理工学院的博士生尼古拉斯·科尔斯（Nicholas Cohrs）指点的团队，操纵3D打印技艺创制出了宇宙上第一个软体人工心脏。

　　近来科学家们为守旧的3D打印身体部件扩大了一种钛制的胸骨和胸腔—3D打印胸腔。这些3D打印部件的运气接收者是一位54岁的西班牙人，他患有一种胸壁赘瘤，这种肿瘤造成于骨骼、软构制和软骨当中。医师不得不切除病人的胸骨和个别肋骨，以此禁止癌细胞扩散。

　　这些切除的部位必要找到取代品，正在平常状况下所利用的金属盘会跟着功夫变得不巩固，并容易激励并发症。澳大利亚的CSIRO公司创造了一种钛制的胸骨和肋骨，与患者的几何学布局所有吻合。

　　CSIRO公司凭据病人的CT扫描安排并创制所需的身体部件。管事职员会借助CAD软件安排身体个别，输入到3D打印机中。手术实行两周后，病人就被许可脱节病院了，并且扫数境况优越。

　　2015年10月，我邦863企图3D打印血管项目赢得庞大冲破，宇宙创始的3D生物血管打印机由四川蓝光英诺生物科技股份有限公司凯旋研制问世。

　　该款血管打印机职能前辈，仅仅2分钟便打出10厘米长的血管。分别于市情上现有的3D生物打印机，3D生物血管打印机可能打印出血管独有的中空布局、众层分别品种细胞，这是宇宙创始。

　　联络了3D打印的数字化口腔技艺为牙科行业带来了精度高、本钱低、功用高，以及契合典范化临盆链相符的口腔数据。

　　很众牙科诊所或实践室都有欺骗3D打印机来创制患者牙齿模子。制制模子必要的三维数据可能通过直接扫描口腔来汇集，或者通过间接扫描守旧的物理模子的办法来汇集。

　　牙科3D模子可能用作模具并利用守旧本事辅助临盆牙冠、假牙等，效用与骨科、 肿瘤手术3D模子相同，即用来模仿、谋划手术进程，或与患者疏导手术进程。

　　直接3D打印义齿也仍旧可能杀青。Envision TEC公司仍旧有一种打印原料得回了食物及药物束缚局（FDA）的认证，这些3D原料可能直接用来打印姑且牙冠，该姑且牙冠给患者佩带的功夫以至可能长达5年之久。

　　总之，3D 打印将数字化口腔技艺的功用带到临盆阶段。通过联络利用口腔扫描、CAD/CAM安排和3D打印，牙科实践室可能切实、迅疾地临盆牙冠、齿桥、牙科模子、矫正器等极少列的牙科产物。

　　3D生物打印技艺的开展正在器官成长和创复活物原料的展现中起着紧要的效用。这项技艺将有助于取代人体器官，由于正在某些状况下，它们的职能优于紧要器官。然而目前活体构制打印杀青仍有难度，目前还只是中断正在研发阶段，固然仍旧有团队研发出了活细胞的打印技艺，神经、血管等构制都仍旧可能举办3D打印，但这类的利用要是真的要杀青财产化的运作，还必要很长的功夫。

　　南方医科大学第三附庸病院（以下简称“南医三院”）具有广东省骨与合节退行性疾病核心实践室，GMP转化医学平台、SPF动物核心与骨科疾病模子动物核心、3D打印技艺核心、骨与软构制标本库、干细胞与生物原料核心等众个平台，吸引各道人才发展科研，晋升广东骨科科研的水准。

　　众年来，南医三院普遍推进3D打印技艺利用，将其算作是处置骨科疑义杂症“利器”，助助患者杀青从新站起来的梦念。蔡道章院长也生机可以弥漫欺骗3D生物打印平台，创制出可移植的构制工程生物假体，打垮技艺垄断，让更众人能享用新技艺带来的利好。

　　3D打印假体还可杀青精准本性化。蔡道章院长说，目前利用的假体是“通用型”的，人的合节形式各有分别，3D打印出与自己合节一模相通的假体，安置进去尽头般配服帖，处所也可更精准。

　　2018年7月5日，南医三院足踝外科主任曾参军实行了宇宙首例3D打印生物型众孔假体距骨个别置换手术。11月初，患者复兴平常行走，合节和原来的效用相通，经历反省，距骨假体仍旧与自体个别相协调，尽头安定。

　　专业善于：3D打印骨科精准微创医治，足踝异常矫形、足踝伤病、踝合节置换、距骨置换、距骨骨软骨毁伤的阶梯医治、踝合节炎的阶梯医治、合节镜微创医治足踝伤病、大段骨缺损、骨髓炎、骨不连、吃紧骨盆髋臼骨折、手脚众段摧残骨折、合节边际庞大骨折、晚年骨折松散骨折微创医治、各式异常矫形临床体验富厚。

　　[1]2020-11-11《血汗管3D打印的发扬和预测（2020完善版）》

　　[3]中邦智能创制网2017-04-26《为人体供给“备用件”3D打印或再生医学》

　　[4]剖解科学发扬2016年第22卷第3期 《3D打印技艺正在医学范畴中的利用》

　　[5] 3D创制网2017-04-19《生物3D打印推进再生医学攀缘新岑岭》