種植牙前,先3D打印一顆與牙槽嚴(yán)絲合縫的牙模型;骨損傷手術(shù)前,先3D打印一個(gè)1:1的骨骼模型;利用活的細(xì)胞進(jìn)行納米級(jí)的3D打印,可以制造出心臟瓣膜、皮膚、耳朵……
在市科委新材料發(fā)展中心日前組織召開(kāi)的北京生物三維(3D)打印前沿技術(shù)研討暨成果對(duì)接會(huì)上,來(lái)自清華大學(xué)、北醫(yī)三院等單位的生物制造技術(shù)專(zhuān)家,描述了“生物3D打印”智能制造的技術(shù)進(jìn)展和廣泛應(yīng)用前景。依賴(lài)生物領(lǐng)域的3D打印技術(shù),“制造業(yè)”將重回北京經(jīng)濟(jì)版圖,以“智能制造”的形式成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
北大口腔醫(yī)院主任醫(yī)師唐志輝告訴記者,他們已經(jīng)開(kāi)始動(dòng)物實(shí)驗(yàn),用生物3D打印技術(shù)完成補(bǔ)種牙等口腔修復(fù)。對(duì)補(bǔ)種牙的人來(lái)說(shuō),這意味著可以獲得一顆和之前幾乎一模一樣的牙齒。
傳統(tǒng)補(bǔ)種牙手術(shù)前,需要先等上幾個(gè)月,等患者牙槽骨傷口愈合,然后在牙槽骨上打一顆固定假牙用的“螺紋釘”,再過(guò)幾個(gè)月才能在這個(gè)“螺紋釘”上安裝假牙。整個(gè)過(guò)程患者至少需要跑三四趟醫(yī)院,花費(fèi)大約半年時(shí)間。如果需要填補(bǔ)修復(fù)牙槽骨,耗時(shí)會(huì)更長(zhǎng)。
應(yīng)用新的生物3D打印技術(shù),患者如需要補(bǔ)種植牙,只需要在醫(yī)院的口腔門(mén)診拍攝X光片,3D數(shù)據(jù)可以同步傳送到郊區(qū)的某個(gè)工廠,3D打印設(shè)備立刻就能用骨質(zhì)材料進(jìn)行打印,牙冠部分和原來(lái)一樣,并與兩邊牙齒緊密結(jié)合。即使加上中間的運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程,患者也可以在幾天內(nèi)就種上新牙。
“更重要的是,3D打印的牙齒有自己的牙根,與牙窩嚴(yán)絲合縫,無(wú)需額外填補(bǔ)骨材料。”唐志輝介紹,也無(wú)需制備植牙孔固定,幾乎沒(méi)有新的創(chuàng)傷,患者會(huì)覺(jué)得重新“長(zhǎng)”出一顆自己的牙。新的技術(shù)使手術(shù)更簡(jiǎn)單,種一顆牙的費(fèi)用也有望從目前的1.5萬(wàn)元左右下降到5000元。
唐志輝透露,待國(guó)家有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)后,這一技術(shù)將在人體上試用。半年內(nèi)有望在小范圍內(nèi)試用,批量生產(chǎn)和應(yīng)用大約還需要至少一年多時(shí)間。(下轉(zhuǎn)第二版)
?。ㄉ辖拥谝话妫┻@一生物3D打印技術(shù)可不光用在種植牙上,也可以用于制作個(gè)性化的人工膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等。比3D打印牙齒更高級(jí)的,還有清華大學(xué)孫偉團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)的單個(gè)細(xì)胞生物3D打印,通過(guò)細(xì)胞組裝,模仿天然組織和器官的結(jié)構(gòu)。這樣的活細(xì)胞3D打印,需要將打印噴頭控制在納米(十億分之一米)級(jí),通過(guò)細(xì)胞直接裝配組織器官,或是在計(jì)算機(jī)控制下將干細(xì)胞等與基質(zhì)材料、生長(zhǎng)因子等一起構(gòu)成微滴單元,裝配成三維結(jié)構(gòu)后,在實(shí)驗(yàn)室最終培養(yǎng)成所需的皮膚、心臟瓣膜等組織和器官。目前,這個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功制成兔橈骨、人工耳朵等產(chǎn)品。活性大段人工骨的3D打印技術(shù),已經(jīng)開(kāi)始申報(bào)臨床實(shí)驗(yàn)批號(hào)。
新材料發(fā)展中心主任肖瀾告訴記者,目前北京的生物3D打印技術(shù)剛剛起步,研發(fā)與應(yīng)用相對(duì)脫節(jié),制約了技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。“希望通過(guò)搭建產(chǎn)、學(xué)、研、用的互動(dòng)橋梁,促進(jìn)各方緊密合作,推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。”據(jù)他估計(jì),未來(lái)幾年,這一產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到數(shù)百億元。
據(jù)了解,3D打印已列為美國(guó)重振制造業(yè)的三大支柱之一,美國(guó)政府不但建立了相應(yīng)的國(guó)家創(chuàng)新研究所,還計(jì)劃首期投入5億美元用于研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。作為制造業(yè)迅速發(fā)展的一項(xiàng)新興技術(shù),以3D打印為代表的智能制造被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一”。大規(guī)模生產(chǎn)后,由于智能制造完全可用相對(duì)低廉的成本完成個(gè)性化生產(chǎn),對(duì)現(xiàn)有制造業(yè)將形成極大沖擊。
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