全面解读D打印如何颠覆医疗行业新时代

什么是 D 打印机？

D 打印机，顾名思义，打印出来的并不是诸如纸张的扁平介质，而是在三维空间内逐层打印的有立体感的物体。早在上世纪 80 年代第一款 D 打印机就已经问世，是由一个名叫 Charles Hull 的美国工程师发明的。而这款 D 打印机的「墨水」是一种丙烯酸溶液，当其受到来自激光光束尤其是紫外线照射的时候会凝结成固体。许多汽车和飞机的制造商能在电脑上设计成复杂的零部件设计图，然后通过 D 打印机把原型打印出来进行生产；现在他们常常通过 D 打印机来打印这些零部件。随着 D 打印机的流行，其价格逐渐变得便宜。现在史泰博和亚马逊也提供 D 打印服务，打印一些常见的物品如：螺母、螺栓、耳机、眼镜、运动夹板、珠宝、骨灰盒、星球大战模型、建筑模型甚至整栋房屋等等。你只需要花费一笔小小的费用，上传一张你的头像，然后你将会收到一张用 D 打印机打印出来的属于你的大头玩偶。当今在美国，关于居民允不允许在家使用 D 打印机打印枪支的争论从温州市瓯海区检察院得到证实也愈演愈烈。现在的打印机的材料可以是塑料、金银等金属，也可以是陶、蜡甚至是食物。科学技术让这一切都变成了可能。(美国宇航局正在研发零重力的 D 打印机能让航天员在太空利用 D 打印机制作披萨）。

D 打印技术进入医疗行业

2012 年12 月，在安阿伯市密歇根大学 C.S. Mott 儿童医院的一个医疗小组，为一个三个月大的孩子进行了一次不同寻常的手术。这名婴儿在出生的时候患有一种罕见的症状： 气管支气管软化。他的部分气道的软骨组织太虚弱缺乏支撑力，导致内部管腔塌陷，无法进行正常呼吸，从而使病情持续恶化，而且还会引起周围的重要血管如主动脉的阻塞、心肺骤停等。这名婴儿当时依靠呼吸机来维持生命，而医疗小组也在寻求解决办法。经过检查，这名婴儿气道组织的某个区域需要进行手术来进行修复或替换，但是如果进行手术的话也会存在一些风险，因为这名婴儿的年纪实在太小了。该医疗小组最终和这名婴儿的主治医生商榷，很快他们之间达成了一个协议，他们将使用合适的工具来拯救这个脆弱的小生命： D 打印机。

密歇根大学的医疗团队曾经处理过类似的病例。研究人员首先用 CT 扫描了这名婴儿的胸腔，然后制作出需要修复的气管的三维图像模型。在这个模型里，他们设计并且打印了一块小夹板---其实是一个用生物相容性材料（不会引起排斥反应）做成的小软管，将其放在缝合处用来加固这名婴儿虚弱的气道并让其保持打开状态。这块小夹板不仅坚固而且也很柔软，放置的小软管会随着小男孩的成长而变大。研究人员把它比作「真空吸尘器软管」。这支小软管大约会这名婴儿的胸腔里存在三年左右，足以让小婴儿气道上的细胞慢慢增长，最后这根小软管会逐渐溶解在细胞里。在小夹板植入后的三个星期，这名婴儿已经没使用呼吸机，并已经安全送回家。在 201 年 5 月的新英格兰医学杂志的一篇报道上，研究人员表示这名小男婴正在茁壮成长，并且称「目前还没有发现与小夹板有关的并发症。」

逐渐在医疗领域普及

如今这种手术在医生与医学研究人员中变得越来越常见，几乎每一天我都会收到一封来自医院处的邮件，描述其他一些同事是如何利用 D 打印技术来制作错综复杂的手术模型，例如患者的左房室瓣、手指或视觉神经等等，用来模拟真实手术前的情景。如今外科医生可以通过手术植入 D 打印机打印出来的支架、假肢以及其他需要替换的人体骨头。支持 D 打印技术的人士认为技术使制造业变得更加民主，因为我们可打印的东西也正日益变得更加个性化和更加私人化。这种现象在医疗领域更是如此：我们正在利用 D 打印技术「打印自己」。

在去年六月，我参加了在卡罗拉多的「亚斯本创意盛典」，那次的大会的主要讨论了在健康方面的创新。大会的第一位发言人是一个高个子蓄着胡须的工业设计师 Scott Summit，他为 Charles Hull 创办的公司打造了一个 D 系统，该公司目前已经成长为 D 打印行业和服务的其中一个供应商。该公司致力于设计一款名为隐形矫治器的热门产品。这时一种用于替代矫正牙齿的金属牙套产品。在治疗开始前先扫描患者的咬痕以此来决定该如何对牙齿进行矫正。然后根据患者的情况， D 打印机会打印一个看起来像透明塑料做成的口腔防护器：定制对准器 让患者来佩戴。每一个牙套都是为患者量身打造的，而且这种设计也会做周期性的调整，直到患者的牙齿被完全矫正。

如今 D系统已经稳步进入医疗市场。在几个月前，该公司与奥克兰儿童医院的研究人员一起完成了一项早期试验：针对青少年脊椎侧凸而开发的新型矫正脊椎的背带。为了矫正脊椎，青少年必须无时无刻的佩戴这款背带，但是很多孩子都忍受不了这种治疗方法。Summit 在里对我说：「如果你再看这个使用了魔术贴的背带，它简直是在折磨这些孩子的身体。他们戴着这个背带，在夏天会觉得很热。很多青少年不想在走路时佩戴这款背带。」我对此表示感同身受，早在几年前，我在做完脊柱融合手术后，也不得不穿戴类似的背带数个月，这种背带的体验非常差简直是一种折磨。不仅佩戴不舒服而且还没有办法把它隐藏起来。而 Summit 的公司研制出的新型背带---看起来像非常贴身的蕾丝背心，这种背带使用质量上乘的尼龙粉，经过精细研磨，最后凝固成线状结构后而制成。其成品看起来非常轻便，透气性也好，而且还是根据穿戴者的身体结构和医疗需求量身定制的，即使在穿有衣服的情况下也很容易穿着。该公司研发的背带目前已经经过 22 位女孩的测试， Summit 希望这款产品能得到更广泛的应用。