3d打印技术可以为生物组织和器官领域的再生医学研究

3d打印技术可以为生物组织和器官领域的再生医学研究

2020-10-09 14:55:05 21

3D打印技术,又称增材制造,快速成型技术,是集机械,计算机,数控和材料于一体的新型数字化先进制造技术。

3D打印医疗领域

激光选择烧结(sls)是一种三维打印技术,它是直接计算机辅助设计和制造的,它采用分段制造重叠的原理,通过激光直接将粉末材料制成三维实体零件。

目前行业目前正在向向大多数快速移动的行业扩展3d打印技术。3d打印技术可以为生物3d打印技术提供更完整的个性化解决方案,将促进人体生物组织和器官领域的再生医学研究。在再生医学领域,研究人员在2017年第一季度利用生物3d打印技术来培养这一领域,以及在以下七个领域的最新进展。

1.工程规划模型

传统上,通过CT,核磁共振(MRI)等影像设备获取患者的数据,是做医生手术预规划的基础,但得到的医学影像是二维的3D打印机可以将三维模型直接打印出来,既可辅助医生进行精准的手术计划,提升手术的成功率,又方便医生与患者就手术方案进行直观的沟通。每次,除非在治疗失败,3D打印也可以为医患双方提供可溯源的依据。

世界首例Mr混合现实技术辅助的乳房重建手术完成

2017年3月,湖南省肿瘤医院医生戴上输入患者三维影像信息的HoloLens眼镜,根据术前的3D血管数据个性化,在切取面积22cm * 14cm的股穿支皮瓣游离移植一期重建,手术历时6小时安全顺利完成。

辅助肿瘤手术的3D打印肝脏模型扩展进展,仅需不到150美元

3月初,克拉科夫的一个波兰医疗小组展示了内部肝脏肿瘤,循环系统以及相对于外科医生或者可能面临的问题。研究人员以一名52岁女性患者的肝脏为样本,进行肝脏ct扫描,然后使用标准的3d打印机对6个组件进行扫描。这个扫描大约花费了160小时,模型成本低于150美元。因此,3d肝脏模型将成本降低到了大多数患者可能负担得起的水平,既定的治疗方案将有助于提高手术成功率。

3D打印心脏模型挽救洛杉矶婴儿生命

当18个月大的尼特·亚曼(NateYamane)开始通过缩小心脏的肺动脉开始威胁生命时,儿科心血管专家弗兰克宁(Franking)诊断他植入支架,这是一种用于治疗破裂或弱点的利用尼特的c扫描数据,医院小组为两个区域建立了一个三维打印模型。尼恩博士建立了一个应该从动脉直径移开的小型支架。结果是成功的:尼特的氧水平在一夜之间得到改善。

广东完成首例3D打印换脊骨

南方医科大学第三附属医院骨肿瘤小组(广东骨科)成功切除脊索瘤患者的脊柱,植入3d印制人工椎体,这是广东省首例3d印制脊柱手术。

2。手术导板

在许多学科中都有应用,例如关节,脊柱,口腔植入和重叠粒子在肿瘤中植入的定位指南。由metise制作的3d打印版创建了一个由fda授权的儿科3d打印版,可以根据患者骨骼的扫描数据生成,使医生更容易获得最真实的信息,并导致成本昂贵,甚至对普通病人负担得起。

3。植入物

有些种植体是通过铸造或传统的金属加工方法制造的,它们只需要一个或少数种植体就可以生产成本很高。如此,与复杂结构的特定植体分类,使用传统技术是很困难的。 3d印刷技术制造骨科种植体的成本很高。种植体可以有效地降低定制,小批量种植体的成本和制造更复杂的种植体。替代品,医药行业越来越多地使用金属3d印刷技术。直接金属激光烧结)或电子束熔融技术来设计和制造医用种植体。三维印刷技术可以在医生和工程师的合作下,生产出更先进,更合格的种植体和假体。三维印刷技术还可以工程师通过医院提供的X射线,nmr,ct等医学影像文件建立3d模型和设计工厂,最终通过金属三维印刷设备制作设计文件。

OPM公司的3D打印骨植入物获得欧洲专利批准

牛津高性能材料公司(OPM)的“骨替代物的定制植入物”将利用新的OsteoFab植入物制造技术。OPM现在将其高效制造技术嵌入到3D打印定制植入的。月,21日生效,持续至2029年8月7日。结果,OPM仍然是第一家,是获得FDA510(k)认可的3D打印患者体内聚合物基种植体的唯一公司。

澳洲成功实施首例3D打印钛-聚合物胸骨植入手术

美国联邦科学与工业研究组织(csiro),墨尔本医学植入物公司(anatomics)和英国医生已经联手帮助一位61岁的英国病人爱德华卡文(edwardvans)进行一次3d印刷的钛-聚合物细长骨植入手术,这是世界上第一次。植入手术,植入物是由纯钛制成的,这是一种新型植入骨植入物,能够比以前的纯钛植入物更好地帮助在体内建立硬软组织。现在正在迅速恢复。

印度医学医院门诊的医师让一名患者患上脊柱结核的30岁女性再度走动。这也是印尼首次实施那样的手术治疗。根据优秀的金属材料三维打印技术性拷贝出一个三d的钛板椎骨,并用其更换患者脊椎伤口部位,并合理地遮盖了第一,第四颈椎中间的空隙。手术治疗一共不断了10个钟头。这也是全世界第三次那样的行动。

首个植入3D打印脊椎患者已能开车骑车

2016年6月12日,世界首例3D打印脊椎颈椎骨骨移植手术在北医三院完成。根据2017年1月初患者的CT显示,该患者当时植入的长19厘米的3D打印内植物与其他原始脊柱稳定相连,内植物与脊柱相连可见高密度影,有骨融合的位移。

鼓楼医院国家首创3D打印导航治蝶颚神经痛

南京鼓楼医院小组对患者的颅骨进行ct扫描,设计并打印了一个个性化的蝶形干预导航模板,该模板以模板引导至手术中的目标点,并用少量局部麻醉完成蝶窦神经节阻滞,随后,小组利用导航模板打印蝶窦神经节的个性化导航模板,大大改变了手术时间,减少了伤口,大大帮助了需要更多手术的患者。

4,康复医疗器械

由于三维钛合金定制飞机的零部件和超级轿车个性化运行的零部件,假体,助听器等康复医疗器械具有相同的小批量,定制要求,而且设计的复杂性,传统的cnc机床的加工角度,因此,使用三维打印技术制作定制的康复辅助器材的成本将大大降低。三维推广需要专业医疗器材服务提供商从数据采集,设计,成型和产品认证等方面进行干预。

史上最小3D打印定制钛金属助听器问世

该恒定控制模式的要点在于,壳体和主要部分由3D打印构成,壳体不由现有的助听器壳体的表面构成,,而且是轻量且强度高的钛金属制法,厚度,壳体的厚度在相同程度的安全度下减少50%(0.2)。3D打印技术显着改变了助听器的定制时间(从而发现,助听器外壳65个或45个耳朵可以在一个小时内完成),允许更精确地支持听众的耳朵形状,以及与传统耳朵制作者近似几乎没有任何技术差异。

5. 3D打印在口腔科的应用

牙齿修复和治疗的成本是一个牙科诊所,实验室需要考虑重要因素,许多先见之明的牙科诊所,实验室都在对数字牙科技术进行定定,以提高效率和降低成本。而基于软件的三维印刷数字牙齿修复技术带来了先进性,规范,高效率,高效率,符合口腔数据的标准化生产链。

建立模型所需的三维数据可以通过直接口腔扫描来收集(扫描整个口腔大约需要2分钟),或者以间接传统的物理模型扫描方式,牙科3D模型使用模具,以传统的方式辅助牙冠,义齿等的生产。另一个作用机理骨科,肿瘤手术3D模型,模拟,手术过程修订,或与患者接触手术过程。

TEC公司已经拥有经食品药品管理局(FDA)认证的印刷材料,这些3D材料可以直接使用印刷临时牙冠。这个暂时的牙冠植入患者的时间长达5年以上。许多专家预计,到2020年年许多牙医开始使用3D印刷牙冠,在牙科实验室不需要高度的专业生产,同时满足了患者对牙冠的不同需求。

此外,通过3D打印技术生产的牙齿矫正器也将朝着应用。比起传统的牙齿矫正器,3D打印透明矫正器既不隐蔽,美观,而且尺寸更适合患者在矫正期间每个阶段的牙齿状态。在国外的ClearCorrect公司已经使用Stratasys公司的3D打印设备和材料生产透明矫正器。国内也有时代天使这样的隐形矫正器品牌。另外,用3D打印技术制作的牙矫正器也面向应用。与传统的牙。矫治器索引,3D打印透明矫正器既无隐蔽也无美观,并且适合患者矫正期间各阶段的牙状态。公司已经使用Stratasys公司的3D打印设备和材料生产透明矫正器。国内也有时代天使般的隐形矫治器品牌。

根据口腔内部扫描仪,辅助设计设计方案/辅助设计生产制造设计方案和三维打印的融合,牙科试验室能够精确,迅速地生产制造牙套,牙桥,牙模型和牙齿矫正器。三维打印将数据囗述为技术性的高效率转变了生产制造交换。一些牙科产品清单。

口腔科领域常见的三维打印技术关键包含光敏树脂可选择性干固技术,可选择性搅拌微缩技术,喷墨打印机复印技术和金属材料旋转煅烧技术(DMLS)。冠体修补原料如牙套固定桥关键包含口腔科金铝合金,钛金属,钴铁合金和不锈钢板SLM技术。因为其其扩孔钻,临时性冠桥制造,环氧树脂实体模型的失蜡铸造。迅速,精准和人性化的繁杂金属构件,它等同于口腔科修补体的制造。殊不知,修补必须高精密和繁杂的样子。优点。汇聚射流技术从可选择性激光器冶炼(SLM)和激光器冶炼( traniti)技术发展趋势了dmls技术原理,并已使用作用梯度方向钛原材料立即生产制造牙牙齿种植体。

它肯定是3d口腔内部扫描仪,辅助设计制图软件或牙齿模型和牙套的三维打印。这种智能化技术性的实际意义在于,医生无须自动生产制造实体模型和活动假牙等牙科商品,只是某些妇女杜绝医生的公司办公室,但要是她们获得患者的口腔内部数据信息,他们才能可以根据医生的规定订做精确的牙科商品。

6。生物3D打印

口腔科假体,矫正型假体,助听等医疗机械,替代非替代机构原材料如金属材料,塑胶和别的非替代机构原材料的三维包装印刷,已被称为为关键流程。

微生物三维印刷工艺,在人工组织,人体器官塑造全过程中更非常容易植入人工血管,成骨细胞,非肝组织,肾组织等,其关键是特殊种类的体细胞分离出来(或定项诱发) )和扩大。

日本京都大学研发出促进神经再生的生物3D打印导管

在6只小白鼠中,科学研究工作人员应用8毫米的3d复印软管在神经系统中嵌入;在6只小白鼠中,科学研究工作人员应用,8mm的软管在神经系统中嵌入嵌入;在6只小白鼠中,科学研究工作人员发现3d生物复制软管比硅胶软管迅速地推动了大白鼠的神经修复,这进一步说明生物复印软管能够协助患者从神经受损中修复。

3D打印血管植入动物体内

到2017年底,中国科学家获得成功地将三维打印血管移移到恒河猴子身体的方法。。体细胞和恒河猴的原生态血管“越来越无法鉴别”。

UCSD团队3D打印出仅5毫米大血管网络并成功植入动物体内

运用自主研发的数据光解决(dlp)3d打印机,他们获得成功地拷贝出繁杂的血管互联网,并获得成功地融合到嵌入小白鼠的血管系统软件中,主要表现出一切正常的作用。相近物件占比以下:1。基本是真正的人血管扫描仪数据信息,当时血管更繁杂,乃至包含包含。别的很多相近物体全是简易地复印出去的; 2。除开感光高替代之外,还包含凝结胶剂和膀胱光体细胞,因此血管互联网的相溶性要好很多。此全过程只花了几秒(自然,由于血夜互联网自身不大,仅有4mmx5mmx0.6毫米),如果使用挤压3d复印技术性替代它,很有可能必须好多个钟头。历经一天的训炼,科学研究工作组将他们嵌入了耗子的肌肤创口。两个星期后,她们诧异地发觉,人造血管不但与耗子自身的血夜互联网服务,并且没有别的挑选---耗子的血液循环系统是一切正常的。不容置疑,人们肝脏移植的期待。

加拿大生物公司Aspect联手强生研发3D打印膝关节关节骨

美国生物科技企业aspectbiosysystems与johnson的depuynthe商品协作进行了一项新的科学研究,目地是运用aspect的打印机上的生物打印平台开发一个生物包装印刷的正半极手术治疗控制面板。

法国完成全球首例“ 3D打印模具辅助制作定制化支气管”植入手术

定制支气管替代toulouse技术专业定制的三维立体包装印刷嵌入企业chu医院门诊和解剖解剖学造型设计,最先对患者的支气管进行3d扫描,随后用3d复制,最终用硅橡胶成形,3d复制模精确地重现了病人支气管的初始样子。

跨尺度血管结构的生物3D打印

浙大heyong精英团队开发设计了一种血管三维打印加工工艺,能够完成规模大的血管构造打印,规模大的血管安全通道能够替代多种机械设备装载,小限度的血管安全通道能够使用以营养渣运输和有机化学装载。

根据这种工作组自主研发的毛细血管复印机,利用同轴输出喷头生产制造中空凝胶化学纤维,装车胶原纤维和细小肌细胞的凝胶化学纤维分区规划地沉积在三维打印台湾台中的转动模版上,串行通信细胞种类处在中空凝胶化学纤维结合产生的宏安全通道内。工作组历经很多加工工艺试验,系统软件根据处理限度间毛细血管构造成型难题的液体流动性试验显示信息了多尺度流路的有效性,事后三层细胞培养基试验显示信息了其在组织工程运用中的概率。

7. 3D打印与制药

3D打印技术是一种完成多种原料的高精密成形和部分细小操纵,替代繁杂的形式。的内部构造的设备,运用药物释放出来的特点和根据的三包装印刷成形技术性,成形粉末状原料的规格,可以非常容易地完成医药学运用需要的合并杂物腔的多孔结构质构造,对药品释放出来具有关键实际意义。

根据调节包装印刷液的浓度值,喷头总流量,包装印刷液直径,粉层薄厚,喷漆频次,喷漆角度和喷漆部位加工工艺主要参数,更改药品含量,辅料和成分,以更改药品释放出来的速度和药品释放出来量。

3D打印协助科学家研习开发可探测病毒的医用传感器

3d打印原形探测仪,包含一种运用深度学习技术性不断不断自身调节的感应器。造成了一种新的,更合理的微化学物质检验方式,能够检验癌症的生物标志物,病毒感染,蛋白等,阅读器包含各种颜色的leds,照相机和一个3d打印塑料盒子。原形质优价廉,但十分经久耐用,能够依据不一样状况订制。

UCLA推出新型生物墨水,可3D打印成药物

ucla将要开发设计的新式生物墨水是玻尿酸uronicaciduronicacid(一种在肌肤和结蹄中普遍存有的纯天然生物分子),包装印刷全过程大概以下:1)与发亮剂混和和,随后与发亮剂混和,在州内3d,州内2d。在仿真模拟胃液自然环境中测量了总混速度,结果显示:15min总混速度在60%之上,30min总混速度在80%之上,但药品也存有缺陷,即总混1h后失去一小部分(约4%)。


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标签: 3d打印技术
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