Medical 3D Printing
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leiphone 作者：三川
僅僅一年前，修復學的一些從業人士還在擔心，3D 列印的進步會讓他們失業。
3D 列印將會對許多行業產生革命性影響，醫療領域是其中之一。與之相對的，是修復科醫生和其他醫療從業者，對原本「平靜」的傳統行業被新技術入侵的憂慮。根據調研公司 IndustryArc 的估計，全球 3D 列印市場的總產值，將在 2020 年達到 12 億美元。
我們常說的 3D 列印，在技術上的術語是增材製造（Additive manufacturing）。它是一個把軟體裡創造的數位物體，用融化的塑料或者金屬粉，在三維尺度上層層疊加列印出來的技術。
其實，早在1980 年代 3D 列 技術就已存在。只不過，價格在 2000 至 8000 美元之間、體積小到能放在桌子上的 3D 列印機在最近十年才開始出現。
3D 列印的最新醫療應用
2016 年，3D 列 在醫療行業的應用繼續蓬勃發展。世界上第一個 3D 列印的處方藥 Spritam（治療癲癇），在去年獲得了美國食品藥物管理局（FDA）的許可。今年三月份，它上市銷售。
媒體獲知，利用 3D 列印的醫療設備，現在已涵蓋手術器械和人體植入裝置，比如已獲 FDA 認證的 MedShape 鈦骨連接板（bone tether plate）。
3D 列印的 MedShape 鈦骨連接板
像波士頓兒童醫院（Boston Children’s Hospital ）這樣的機構，也越來越多地使用 3D 列印的器官和骨骼模型，來計劃和演練複雜手術。
今年早些時候，聖路易斯大學神經外科部門，與聖路易斯工程學院，聯合設計了高度仿真的、 3D 列印腦動脈瘤。全世界最大桌面及工業 3D 列印機生廠商之一的 Stratasys，製作了最終模型。
所有動脈瘤的大小、輪廓、位置都是不同的。聖路易斯大學醫院的神經外科主任 Saleem Abdulrauf 說
「有幾百個不同大小和種類的手術夾，我們一般是在手術過程中做出決定（選擇哪個）。如果能事前通過在模型上練習，選擇好手術夾型號，這真的能改善手術過程。」在 3D 列印的動脈瘤模型上，進行了模擬手術後，他如此表示。
用於手術模擬的 Stratasys 腦模型
分析師預測，在 2020 年前，3D 列印會成為醫療行業的一股顛覆性力量。根據 Gartner study 去年底發佈的報告，至 2019 年，發達國家十分之一的人口會在身體上或者體內有 3D 列印設備。而且，在修復學和植入裝置手術中，約三分之一會把 3D 列印作為核心工具。
Stratasys Direct Manufacturing 的 COO Kent Firestone 說道：
「義肢是一個很好的例子——它展示了 3D 列印確實能改善人們的生活。」 通常，製造義肢的過程，包含測量肢體剩餘部分的尺寸，製造出塑料複製品，然後手工把規格改良得分毫不差。
Standard Cyborg 一家位於舊金山的初創公司。它銷售 3D 掃描儀和附屬軟體，使客戶能用軟體製作假肢，修改形狀，並列印出來。最終結果是一會兒，就能製作出具備完全功能的義肢。相比之下，傳統方法製作義肢需要四個小時。
來自媒體消息，一開始，從業者把 3D 列印看做威脅。現在，Standard Cyborg 聯合創始人 Jeff Huber 表示，他的客戶和與他交流過的修復醫生，更傾向於把 3D 列印和設計引入臨床應用。而轉變的主要原因是，3D 列印使專家們能製造出複雜的幾何形狀來保證精確合體。
「機器不在乎（設計）複雜性，對於患者，更精細的設計能帶來卓越的舒適性。」
3D 列印還能使外科大夫，借助人體解剖的複製品救治病人。例如密西根大學研究人員與 C.S. Mott 兒童醫院的外科大夫合作，開發出 3D 列印的氣管夾板，並植入到有先天氣管支氣管軟化症的五名兒童體內。開發者們正在申請 FDA 特別許可，以再治療 10 名病人。
3D 列印的挑戰
但是，3DHeals 的 CEO，神經系放射學家 Jenny Chenvia 表示，3D 列印技術仍然有許多重大挑戰。2017 年的一個重要測試領域是，製作和列印 3D 物件，能否用更簡單的工作流程。
「你希望人們能與科技進行交互，你還希望該過程變得順暢。如果使用壁壘太大，人們無法施展創造性，這無法推動創新。」
換句話說，用軟體創造 3D 物件再把它列印出來，並不是按個按鈕那麼簡單。這需要一些技巧和努力，才能搞出像大腦 3D 模型這樣複雜精密的東西。
但如果經過優化的軟體，能讓理療師和外科大夫與數位模型互動變得更簡單，3D 列印在醫院、大學醫療系統和私營醫療活動，得到應用就會更快。
接下來有個問題：3D 列印產品能否量產？雖然這方面已經有了些進展，但一切仍很難說。
棘手的監管問題，是又一個推廣 3D 列印的障礙。去年，FDA 批准了 85 個醫療 3D 列 設備。去年五月，一個代理商發佈了 3D 列印醫療設備的申請指南。
即便有這些難題，3D 列印的潛力是毋庸置疑的。Stratasys Direct Manufacturing 的 Firestone 表示，更多的終端用戶零件，比如手術工具和植入裝置，會在 2017 年變得更普遍。
這是由於對 3D 列印金屬材料的優化，尤其是人體可接觸性的提升。其中一個 Stratasys Direct Manufacturing 開發的手術工具是 Pathfinder，它能在 ACL 重建中協助外科大夫 。雷鋒網獲知，Pathfinder 在 FDA 註冊為一類醫療設備，已廣泛應用於美國整形手術。
Firestone 說：「隨著 3D 列印被更多人所知，我們會看到 10 年前根本想象不到的應用。」
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