人工器官的案例
維也納理工大學(xué)用雙光子聚合3D打印技術(shù)制造器官芯片中的人工胎盤(pán)
但是直接通過(guò)人體進(jìn)行研究，無(wú)疑是充滿困難的，微流控芯片/器官芯片（Organ-On-Chip）為這類(lèi)醫(yī)學(xué)研究提供了一種有效方式。這種在芯片上制造人體微型器官的方法，在疾病研究、開(kāi)發(fā)患者特異性治療方法以及替代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面具有應(yīng)用潛力。
奧地利維也納理工大學(xué)（Technische Universit?t Wien，TU Wien）材料科學(xué)與技術(shù)研究所的科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)人體胎盤(pán)機(jī)制進(jìn)行了研究，采用的正是器官芯片的方法。在制造芯片時(shí)，TU Wien團(tuán)隊(duì)使用了雙光子聚合微納米3D打印技術(shù)。
3D打印制造芯片中的人工胎盤(pán)微結(jié)構(gòu)
許多研究表明，母親的糖尿病、高血壓可能對(duì)未出生的胎兒產(chǎn)生影響，這種現(xiàn)象是在多參數(shù)相互作用下發(fā)生的，但如何研究這其中的復(fù)雜原因是目前的難點(diǎn)。TU Wien的研究人員在器官芯片復(fù)制出體外的微型“人工胎盤(pán)”，并對(duì)胎盤(pán)的機(jī)制進(jìn)行研究。
研究和分析胎盤(pán)用的器官芯片，圖片來(lái)源：TU Wien
TU Wien 研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的器官芯片由兩個(gè)區(qū)域組成 - 一個(gè)代表胎兒，另一個(gè)代表母親。研究人員使用高分辨率的雙光子聚合3D打印技術(shù)在它們之間制造出分區(qū)，即人造胎盤(pán)膜。通過(guò)增材制造的方式，材料逐漸形成3D結(jié)構(gòu)，分辨率在微米范圍內(nèi)。
生物相容性水凝膠材料制造的3D打印微結(jié)構(gòu)，圖片來(lái)源：TU Wien
在人工胎盤(pán)的研究中，科研人員使用打印材料是一種具有良好生物相容性的水凝膠，模仿天然胎盤(pán)制造出小而彎曲的絨毛表面，然后將胎盤(pán)細(xì)胞植入到這些結(jié)構(gòu)中，形成一個(gè)非常類(lèi)似于人體天然胎盤(pán)的屏障。
TU Wien團(tuán)隊(duì)多年來(lái)一直在科研中應(yīng)用這種高分辨率3D打印技術(shù)，已取得了一系列的成果。
展開(kāi) [醫(yī)用高分子材料]
例如：具有分離透析機(jī)能的人工腎用過(guò)濾膜、人工肺用氣體交換膜，以及人造血液用吸脫氣體的物質(zhì)等，都要求有各自特殊的分離透過(guò)機(jī)能。
在大多數(shù)情況下，現(xiàn)有高分子材料的表面化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)很難滿足上述要求，通常要采用表面改性處理，如接枝共聚，以改進(jìn)其抗凝血性等性能。此外，醫(yī)用高分子材料還需要優(yōu)異的加工成型性，易加工成需要的復(fù)雜形狀的。
發(fā)展概述
1949年，美國(guó)首先發(fā)表了醫(yī)用高分子的展望性論文，第一次介紹了利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作為人的頭蓋骨、關(guān)節(jié)和股骨，利用聚酰胺纖維作為手術(shù)縫合線的臨床應(yīng)用情況。20世紀(jì)50年代，有機(jī)硅聚合物被用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，使人工器官的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)大，包括器官替代和整容等許多方面。在20世紀(jì)50年代，一大批人工器官試用于臨床，如人工尿道（1950年）、人工血管（1951年）、人工食道（1951年）、人工心臟瓣膜（1952年）、人工心肺（1953年）、人工心肺（1953年）、人工關(guān)節(jié)（1954年）及人工肝（1958年）等。20世紀(jì)60年代，醫(yī)用高分子材料開(kāi)始進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)期。
展開(kāi) 3D打印器官能否跨越技術(shù)與法規(guī)障礙，解決移植器官短缺問(wèn)題？
器官移植是治療部分器官衰竭患者的手段，僅在中國(guó)，臟器衰竭患者的器官移植需求量就達(dá)到了年均30萬(wàn)例。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，2015年，中國(guó)成功完成肝臟移植2000多例、腎移植5367例，但2015年肝臟移植需求者新增4000多人，腎臟移植需求者新增了1萬(wàn)多人，供需差距進(jìn)一步擴(kuò)大，僅肝臟移植就有500多人同時(shí)在同一家醫(yī)院等待，腎臟移植有2000多人在同一家醫(yī)院等待。我國(guó)器官捐獻(xiàn)率不到百萬(wàn)分之三，而一些國(guó)家已經(jīng)達(dá)到百萬(wàn)分之四十。
生物3D打印技術(shù)研究的重要目標(biāo)就是通過(guò)增材制造技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)組織、器官的人工培養(yǎng)，最終解決移植器官供體短缺的問(wèn)題。然而，生物3D打印器官技術(shù)仍存在很多需要解決的難題，主要包括：材料、血管形成與法規(guī)。這三大因素是目前阻礙3D打印人工器官成為一種現(xiàn)實(shí)的臨床治療技術(shù)的主要障礙。
實(shí)現(xiàn)器官“定制”所面臨的難題
從中國(guó)器官移植供需的數(shù)據(jù)中可以看到，每年等待器官移植的患者數(shù)量都多于器官捐贈(zèng)的數(shù)量，所以必然有一部分患者無(wú)法及時(shí)接受器官移植，他們可能因器官衰竭而死亡。即使是那些接受了器官移植的患者，也面臨著一生接受免疫抑制治療和相關(guān)醫(yī)源性疾病的困擾。
當(dāng)器官供需存在差異時(shí)，醫(yī)療界就會(huì)思考新的技術(shù)和商業(yè)模式來(lái)滿足需求，通過(guò)3D打印與再生醫(yī)學(xué)技術(shù)制造人造器官的思路也正是在這種情況下產(chǎn)生的。
器官3D打印流程，圖片來(lái)源：european Pharmaceutical manufacturer。
從事3D打印組織、器官研究的人員或機(jī)構(gòu)不僅需要具備增材制造技術(shù)，生命科學(xué)技術(shù)，還需要建立進(jìn)行人工組織、器官制造過(guò)程的數(shù)字化質(zhì)量管理體系，還需要解決來(lái)自材料、血管化和法規(guī)的挑戰(zhàn)。
展開(kāi) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真計(jì)算的最佳利器-UltraLAB圖形工作站、集群配置推薦20230927
生物醫(yī)學(xué)：優(yōu)化醫(yī)療設(shè)備、人工器官或生物分子的設(shè)計(jì)，以提高醫(yī)療治療效果。
電子設(shè)備：優(yōu)化電路板、散熱器或電子元件的設(shè)計(jì)，以提高性能和可靠性。
其他領(lǐng)域：用于提高各種結(jié)構(gòu)的性能，如橋梁、船舶、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。
例如：
工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化，用于優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以降低成本、提高性能或減輕重量。例如，優(yōu)化飛機(jī)機(jī)翼、汽車(chē)車(chē)身或建筑結(jié)構(gòu)。
材料設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化材料的微觀結(jié)構(gòu)，以獲得具有特定性能的新材料。例如，尋找高強(qiáng)度、輕量化的材料，或具有特殊電子性能的材料。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真計(jì)算模擬方面：
§ 結(jié)構(gòu)性能：研究結(jié)構(gòu)在各種力學(xué)作用下的性能，如強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等。
§ 結(jié)構(gòu)成本：研究結(jié)構(gòu)的制造成本、材料成本等。
§ 結(jié)構(gòu)可制造性：研究結(jié)構(gòu)的制造難度、加工難度等。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真中常用的算法或求解器包括：
§ 單目標(biāo)優(yōu)化：針對(duì)單一目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，如最大強(qiáng)度、最小重量等。
§ 多目標(biāo)優(yōu)化：針對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，如強(qiáng)度、剛度、成本等。
§ 遺傳算法：基于生物進(jìn)化的算法，用于求解非線性優(yōu)化問(wèn)題。
§ 模擬退火：基于物理現(xiàn)象的算法，用于求解非線性優(yōu)化問(wèn)題。
§ 粒子群優(yōu)化：基于群體智能的算法，用于求解非線性優(yōu)化問(wèn)題。
以下是結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真中常用的一些計(jì)算方法：
§ 靜態(tài)優(yōu)化：針對(duì)結(jié)構(gòu)在靜力作用下的性能進(jìn)行優(yōu)化。
§ 動(dòng)力優(yōu)化：針對(duì)結(jié)構(gòu)在動(dòng)力作用下的性能進(jìn)行優(yōu)化。
§ 非線性優(yōu)化：針對(duì)結(jié)構(gòu)在非線性條件下的性能進(jìn)行優(yōu)化。
§ 多尺度優(yōu)化：針對(duì)結(jié)構(gòu)在不同尺度下的性能進(jìn)行優(yōu)化。
靜態(tài)優(yōu)化是結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真的最常見(jiàn)的類(lèi)型，用于針對(duì)結(jié)構(gòu)在靜力作用下的性能進(jìn)行優(yōu)化，如結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度等。
動(dòng)力優(yōu)化用于針對(duì)結(jié)構(gòu)在動(dòng)力作用下的性能進(jìn)行優(yōu)化，如結(jié)構(gòu)的振動(dòng)、沖擊等。
展開(kāi) 
中科院深圳先進(jìn)院揭示離子交聯(lián)型水凝膠可控三維形變機(jī)制
【成果簡(jiǎn)介】
近年來(lái)，仿生可控三維形變材料在組織工程與人工器官等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)材料要么欠缺可控形變能力，要么刺激調(diào)控手段面臨安全性挑戰(zhàn)，由此極大限制了傳統(tǒng)生物材料醫(yī)學(xué)應(yīng)用。如何成功實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)生物材料的可控三維形變，及采用生物相容性手段調(diào)控形變，仍是材料生物學(xué)應(yīng)用面臨的一大難題。
為解決該挑戰(zhàn)，杜學(xué)敏研究團(tuán)隊(duì)基于前期在材料可控形變?cè)O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)（Advanced Materials, 2017, 29, 1702231；Advanced Materials Technologies, 2017, 2, 1700120；Advanced Functional Materials, 2018, 28, 1801027），創(chuàng)新性地仿生自然中觸之形變植物的構(gòu)造原理，通過(guò)表面定向排列微陣列結(jié)構(gòu)與自上而下的梯度交聯(lián)設(shè)計(jì)結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)鈣離子交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠可控三維形變。將所得螺旋形水凝膠置于0.1 M NaCl溶液中，發(fā)現(xiàn)三維螺旋形會(huì)逐漸變形為二維平面結(jié)構(gòu)，最終結(jié)構(gòu)進(jìn)一步反轉(zhuǎn)形成微通道朝外的反向三維螺旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)反轉(zhuǎn)形變后的三維螺旋結(jié)構(gòu)重新浸泡在0.1 M CaCl2溶液中時(shí)，樣品會(huì)恢復(fù)到微通道朝內(nèi)的初始三維螺旋結(jié)構(gòu)。非常有意思的是，將三維形變水凝膠置于NaCl與CaCl2的混合溶液中，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液中Na+/Ca2+濃度比例，還可成功“凍結(jié)”海藻酸鈉水凝膠三維動(dòng)態(tài)形變過(guò)程中的瞬態(tài)形狀。而且，通過(guò)耦合多種不同取向微陣列結(jié)構(gòu)，成功實(shí)現(xiàn)了類(lèi)似DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，及自然界中各種復(fù)雜花的三維形狀，還成功模擬了仿生花在離子溶液中動(dòng)態(tài)綻放與閉合。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1.
展開(kāi) 中科院深圳先進(jìn)院杜學(xué)敏研究員團(tuán)隊(duì)等發(fā)展出天然高分子水凝膠材料三維形態(tài)可控編輯新策略
近年來(lái)，可控三維形變高分子材料在生物電子、醫(yī)用機(jī)器人、組織工程與人工器官等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但具有良好生物相容特性的傳統(tǒng)材料要么欠缺形變能力，要么實(shí)現(xiàn)可控形變的方法極其復(fù)雜，極大限制這類(lèi)生物材料的實(shí)際應(yīng)用。如何通過(guò)簡(jiǎn)單易行且具普適性的策略實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)生物材料的可控三維形變，仍是這類(lèi)材料在生物醫(yī)學(xué)醫(yī)用領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
為此，杜學(xué)敏研究團(tuán)隊(duì)基于前期仿生含羞草可控三維形變工作基礎(chǔ)（Matter, 2019, 1, 626; Adv. Mater. 2017, 29, 1702231; Research, 2019, 2019, 6398296; Adv. Funct. Mater., 2020, 1909202; Adv. Mater. Technol., 2017, 2, 1700120），及這類(lèi)形變材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的迫切需求（Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801027; Natl. Sci. Rev., 2020, 7, 629; Adv. Mater. Technol., 2019, 4, 1900566; J. Mater. Chem. B, 2020, 8, 3519; Microsyst. Nanoeng., 2020, 6, 58; Lab on a Chip, 2020, 20, 4321），創(chuàng)新性地提出僅通過(guò)尺寸效應(yīng)與自上而下的交聯(lián)梯度結(jié)合，實(shí)現(xiàn)殼聚糖水凝膠薄膜三維形態(tài)可控編輯（視頻1）。
展開(kāi) 3D打印人工心臟泵展示嵌入式磁鐵打印的應(yīng)用
Petersdorff-Campen通過(guò)3D打印人工心臟泵原型展示了他的方法，稱為“嵌入式磁體打印”。這位博士生補(bǔ)充說(shuō)：“我的目標(biāo)不是制造一個(gè)好的心臟泵，而是要證明它如何一步到位地生產(chǎn)出來(lái)。”
嵌入式磁鐵印刷
根據(jù)Petersdorff-Campen的說(shuō)法，用磁鐵進(jìn)行3D打印的研究仍處于起步階段。作為蘇黎世心臟項(xiàng)目的一部分，研究人員決定通過(guò)創(chuàng)造一種幾何復(fù)雜且具有磁性的人工心臟泵來(lái)測(cè)試他的方法。因此，創(chuàng)建嵌入式磁體印刷以確認(rèn)將磁體直接印刷到塑料中的能力。在該過(guò)程中，將磁粉和塑料混合并形成長(zhǎng)絲。使用FDM技術(shù)，這些細(xì)絲被打印，因?yàn)閲娮熳詣?dòng)輸出計(jì)算機(jī)生成的形式及其各種組件。然后將印刷部件在外部磁場(chǎng)中磁化。塑料心臟泵原型總共花了15個(gè)小時(shí)進(jìn)行打印。心臟泵原型的橫截面。深灰色的磁性元件清晰可見(jiàn)。
開(kāi)發(fā)磁性3D打印材料
Petersdorff-Campen實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主要挑戰(zhàn)之一是細(xì)絲的開(kāi)發(fā)。添加到顆粒混合物中的磁性粉末越多，磁體越強(qiáng)，但這會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品更脆。“我們測(cè)試了各種塑料和混合物，直到長(zhǎng)絲具有足夠的柔韌性以進(jìn)行印刷，但仍具有足夠的磁力，”P(pán)etersdorff-Campen補(bǔ)充道。 Petersdorff-Campen的嵌入式磁鐵印刷工藝還獲得了美國(guó)人工內(nèi)臟器官協(xié)會(huì)（ASAIO）的原型設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。盡管有實(shí)用價(jià)值，但由于各種批準(zhǔn)程序，嵌入式磁鐵印刷已經(jīng)面臨一些批評(píng)，因?yàn)槠渌苏J(rèn)為它不適合生產(chǎn)醫(yī)療器械。
“在材料和加工方面還有很多需要改進(jìn)的地方; Petersdorff-Campen表示，我不希望植入這樣的設(shè)備。據(jù)說(shuō)這種方法具有制造電動(dòng)機(jī)的潛力，用于技術(shù)家用設(shè)備，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，揚(yáng)聲器和微波爐。
展開(kāi) 蘇黎世科學(xué)家使用嵌入式磁鐵3D打印人造心臟泵
他通過(guò)3D打印人工心臟泵原型展示了他的方法，稱為“嵌入式磁體打印”，并獲得了美國(guó)人工內(nèi)臟器官協(xié)會(huì)（ASAIO）的原型設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。
△原型的橫截面，深灰色的磁性元件清晰可見(jiàn)
Petersdorff-Campen說(shuō)：“我的目標(biāo)不是制造出良好的心臟泵，而是要展示如何在一步中將其制造出來(lái)。”
人工心臟泵不僅是幾何形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，更重要的是，它們含有磁鐵 - 而且在使用磁鐵進(jìn)行3D打印的領(lǐng)域，研究仍處于起步階段。因此，Petersdorff-Campen的心臟泵是首批使用3D打印制造磁性元件的原型之一。
這位26歲的博士生今年春天開(kāi)發(fā)了原型。 Petersdorff-Campen稱他新開(kāi)發(fā)的方法是“嵌入式磁鐵打印”。關(guān)鍵是要確保磁鐵直接在塑料中3D打印。磁粉和塑料在打印前混合并加工成稱為線材。使用FDM技術(shù)，這些線材通過(guò)噴嘴打印出來(lái)，自動(dòng)打印出計(jì)算機(jī)生成的形狀。然后將打印的成品在外部磁場(chǎng)中磁化。塑料心臟泵原型總共花了15個(gè)小時(shí)進(jìn)行打印。
最大的困難之一是線材的研發(fā)：添加到顆粒混合物中的磁性粉末越多，磁體越強(qiáng)，但這會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品更脆。 “我們對(duì)各種塑料和混合物進(jìn)行了測(cè)試，直到線材具有足夠的柔韌性以進(jìn)打印，同時(shí)仍具有足夠的磁力，”P(pán)etersdorff-Campen說(shuō)。
Petersdorff-Campen在一本學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了他的著作。反應(yīng)各不相同，他解釋說(shuō)：“有些人已經(jīng)在詢問(wèn)他們可以在哪里訂購(gòu)材料。”有人批評(píng)3D打印不適合生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備，因?yàn)樗麄儽仨毥?jīng)歷各種審批程序。 “不過(guò)，這不是我的重點(diǎn)，”P(pán)etersdorff-Campen強(qiáng)調(diào)說(shuō)。 “我只是想表明這個(gè)原理。”他確信科學(xué)家和開(kāi)發(fā)人員值得進(jìn)一步發(fā)展。
展開(kāi) 脂肪干細(xì)胞3D打印出人體韌帶和肌腱
Bowles表示，該技術(shù)目前用于制造韌帶，肌腱和椎間盤(pán)，但“它可以用于任何類(lèi)型的組織工程應(yīng)用甚至整個(gè)器官，”他說(shuō)。 打印頭中的技術(shù)可以適用于任何類(lèi)型的3D打印機(jī)。
其實(shí)，說(shuō)到生物3D打印，中國(guó)有一家公司做得也非常不錯(cuò)。
杭州捷諾飛生物科技股份有限公司（Regenovo）是一家專業(yè)提供生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印技術(shù)綜合解決方案的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，在2014年，捷諾飛獲得第三屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽先進(jìn)制造行業(yè)總決賽企業(yè)組第三名，如今，捷諾飛自主研發(fā)的RegenovoBio-Architect?系列生物3D打印機(jī)，可成功打印出較小比例的人類(lèi)耳朵軟骨組織、肝臟單元，打印的細(xì)胞存活率高達(dá)90%以上，可存活4個(gè)月。該技術(shù)不但推進(jìn)了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程，也為新藥篩選提供了全新的解決方案。
展開(kāi) 3D打印發(fā)展態(tài)勢(shì)分析
第一代高通量集成化生物3D打印機(jī)的成功研制，不僅推進(jìn)了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程，也為3D打印技術(shù)的深化應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。
而且3D打印技術(shù)仍然有一些值得擔(dān)憂的地方，比如版權(quán)問(wèn)題。在過(guò)去的幾十年里，知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及版權(quán)問(wèn)題越來(lái)越受到人們?cè)僦匾暋Ｎ磥?lái)3D打印技術(shù)也一定會(huì)涉及到這一問(wèn)題，人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來(lái)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問(wèn)題之一，否則就會(huì)出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。雖然經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，但是3D打印技術(shù)尚未成熟，還有很多的技術(shù)限制，并不能隨意的打印出任何想要的東西。比如在某些材料方面，3D打印機(jī)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印，還不能無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
而且如果什么都能徹底復(fù)制，想到什么就能制造出什么，聽(tīng)上去很美的同時(shí)，也著實(shí)讓人恐懼。如同核反應(yīng)既能發(fā)電，又能破壞一樣。3D打印技術(shù)在初期就讓人們看到了一系列隱憂，而未來(lái)的發(fā)展也會(huì)令不少人擔(dān)心。
同時(shí)3D打印存在技術(shù)悖論。3D打印是通過(guò)堆積一層層的材料來(lái)制作物品，如果想把物品制作得更精細(xì)，則需要每層厚度減小；如果想提高打印速度，則需要增加層厚；而這些勢(shì)必都會(huì)影響產(chǎn)品的精度與質(zhì)量。所以3D打印技術(shù)還存在不少隱憂，相信隨著技術(shù)的發(fā)展，這些問(wèn)題在未來(lái)會(huì)得到合理的解決。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院對(duì)國(guó)內(nèi)外3D打印企業(yè)近兩年的代表性融資情況做了匯總。從國(guó)內(nèi)外企業(yè)的融資情況來(lái)看，國(guó)外3D打印行業(yè)的融資大多進(jìn)行到B輪及以上，而國(guó)內(nèi)企業(yè)的融資多處在天使輪或種子輪的融資階段。由此可見(jiàn)，雖然我國(guó)3D打印的技術(shù)在不斷的突破，行業(yè)發(fā)展在短時(shí)間內(nèi)取得了較大的發(fā)展成就，但相比于外國(guó)企業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展還有較大的成長(zhǎng)空間。
在3D打印布局領(lǐng)域延伸和資本入局的推動(dòng)下，3D打印國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)規(guī)模不斷增加。
展開(kāi) CPCI會(huì)議推薦---計(jì)算生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議（CBBS 2023）
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計(jì)算生物學(xué)算法 / 人工關(guān)節(jié)和器官 / 生物電子學(xué) / 生物物理學(xué) / 計(jì)算醫(yī)學(xué)……
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個(gè)性化醫(yī)療風(fēng)起云涌，盤(pán)點(diǎn)3D打印醫(yī)療應(yīng)用
生物組織器官
近幾年，科學(xué)界和醫(yī)學(xué)界已經(jīng)將3D打印生物器官組織作為研究的重點(diǎn)課題之一。目前，生物3D打印的組織器官主要包括鼻子、耳朵、血管、腎臟、心臟、皮膚、眼角膜等。無(wú)論是人造血管、軟骨組織，還是肝臟組織、腎臟組織，其核心都是特定類(lèi)型細(xì)胞的分離(或定向誘導(dǎo))及大規(guī)模擴(kuò)增。生物3D打印技術(shù)，在人工組織、器官培養(yǎng)過(guò)程中可以構(gòu)建組織器官的三維形狀，并讓細(xì)胞組織按照預(yù)先設(shè)定好的形狀生長(zhǎng)，以此來(lái)促進(jìn)細(xì)胞組織的健康發(fā)育，并用其來(lái)替換人體病變組織。
康復(fù)醫(yī)療器械
在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，假肢、助聽(tīng)器等康復(fù)醫(yī)療器械具有小批量、定制化的需求，由于這些康復(fù)醫(yī)療器械設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床受到加工角度等因素的限制往往難以實(shí)現(xiàn)較好的效果。利用3D打印技術(shù)后，康復(fù)醫(yī)療器械的制造工藝得到了進(jìn)一步提升。制作單個(gè)定制化康復(fù)醫(yī)療器械的成本下降、制作周期也進(jìn)一步縮短。
個(gè)性化制藥
在智慧醫(yī)療快速發(fā)展的當(dāng)下，患者對(duì)于專業(yè)化、個(gè)性化、 精準(zhǔn)化醫(yī)療服務(wù)模式也滿懷期待。在制藥方面，運(yùn)用3D打印成形技術(shù)制備藥物緩釋裝置來(lái)制藥具有多種優(yōu)勢(shì)。3D打印可以對(duì)多種制藥材料實(shí)現(xiàn)局部細(xì)節(jié)化控制，并精準(zhǔn)控制某種藥物的成分。對(duì)于兒童和老人而言，科學(xué)控制藥物的劑量也有助于提升用藥的安全性。通過(guò)3D打印成形技術(shù)及設(shè)備，將粉末材料粘結(jié)成形，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有復(fù)雜型腔的多孔結(jié)構(gòu)，這對(duì)于藥效釋放有著重要意義。
實(shí)際上，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，在潛移默化中已經(jīng)從多個(gè)層面上改變了傳統(tǒng)醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。相信隨著技術(shù)的不斷成熟，3D打印將催生出更醫(yī)療服務(wù)的新模式，人們也將感受到新興技術(shù)給生活帶來(lái)的便利。
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