3D“克隆”骨骼4步驟
1 對(duì)受損骨骼進(jìn)行3D成像
2 用3D打印機(jī)對(duì)成像進(jìn)行含有培育物質(zhì)的打印
3 注入造骨細(xì)胞
4 經(jīng)過一段時(shí)間生長(zhǎng)，培育出骨骼
羊腿斷了打印一個(gè)骨骼支架 半年后支架長(zhǎng)成腿骨，羊又能跑了
南京3D打印研究院是江寧區(qū)政府與盧秉恒院士共同發(fā)起創(chuàng)建的非盈利性機(jī)構(gòu)，專門從事3D打印技術(shù)、裝備及應(yīng)用的科研和成果轉(zhuǎn)化。3D現(xiàn)在成為一個(gè)很熱的話題，不過昨天中國(guó)工程院院士盧秉恒表示：“現(xiàn)在5D都有了。”
“4D的概念是今年美國(guó)人提出的，其實(shí)就是在3D的基礎(chǔ)上多了一個(gè)時(shí)間的維度，用智能材料來實(shí)現(xiàn)物品的自組裝。比如原來體積小，溫度一變化，就成長(zhǎng)了，形狀發(fā)生了改變，這就出來個(gè)4D。現(xiàn)在我把4D擴(kuò)展到了5D，比如人工骨，能長(zhǎng)出自己的骨細(xì)胞來。那可不是增加一維的問題了，而是N維，我叫它5D。”盧秉恒說，“概念不要老讓外國(guó)人來制造，我們也可以制造。”
據(jù)他介紹，5D打印骨骼試驗(yàn)已經(jīng)在動(dòng)物身上取得成功。2003年，他帶著第四軍醫(yī)大研究生在羊身上做了試驗(yàn)，羊的一條腿斷了，先用“骨髓泥”材料打印一個(gè)骨骼支架，在上面掛上經(jīng)過培養(yǎng)的羊骨細(xì)胞組織，細(xì)胞里有生長(zhǎng)因子，組織掛上支架后，骨細(xì)胞就開始生長(zhǎng)，生長(zhǎng)會(huì)有生化的作用，變成自己的骨細(xì)胞，打印材料降解掉了，成為骨細(xì)胞的成分。半年后，羊腿骨長(zhǎng)好了，腿上的肌肉也長(zhǎng)好了，恢復(fù)了奔跑能力。不過，在人體還沒有做過試驗(yàn)，在立法方面、評(píng)估安全性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面還有待繼續(xù)研究。
國(guó)內(nèi)先進(jìn)手段
3D技術(shù)打印的鈦合金“骨骼” 目前已植入50位患者體內(nèi)
3D打印并培育人體自身骨骼,目前還沒有試驗(yàn)成熟,但是國(guó)內(nèi)3D打印出來的一種鈦合金“骨骼”已進(jìn)入試應(yīng)用階段。北京大學(xué)第三醫(yī)院正研究運(yùn)用3D打印技術(shù)治病救人。截至目前,已有50位患者在簽署知情同意書后,植入了3D打印出來的鈦合金“骨骼”。醫(yī)學(xué)專家表示,從理論上來說,未來患者需要的假耳、假肢等都可以用3D打印機(jī)打印出來。
在北醫(yī)三院骨科主任劉忠軍的桌子上,擺著十幾塊鈦合金質(zhì)地的“曲奇餅干”,外表灰撲撲的、布滿孔隙,看上去很不起眼。但劉忠軍說,這都是3D打印機(jī)打印出來的人體骨骼,目前已研發(fā)了幾十個(gè)品種。劉忠軍說,“比如我們把脊椎設(shè)計(jì)圖樣傳送給廠家,幾個(gè)小時(shí)之后就可以拿到打印產(chǎn)品。”
據(jù)悉，北醫(yī)三院第一例植入脊柱鈦合金“骨骼”的患者手術(shù)已經(jīng)有半年時(shí)間了。劉忠軍說:“從我們跟蹤檢查結(jié)果來看,治療效果很好。”
劉忠軍說,與傳統(tǒng)技術(shù)相比,3D打印的鈦合金“骨骼”有兩大優(yōu)勢(shì)。一是想做什么形狀的“骨骼”都可以。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,該類植入物帶有可供骨頭長(zhǎng)入的孔隙,相鄰骨頭在生長(zhǎng)的過程中會(huì)進(jìn)入孔隙,使真骨與假骨之間結(jié)成一體,患者骨骼能盡快康復(fù)。”
有患者擔(dān)心,3D打印鈦合金骨骼價(jià)格肯定不菲。對(duì)此,劉忠軍表示,目前3D打印骨骼還沒有確切價(jià)格,因?yàn)樗且粋€(gè)全新的工藝,定價(jià)會(huì)涉及方方面面,如機(jī)器成本、產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間、設(shè)計(jì)、手工等,目前說不出一個(gè)精確價(jià)格。以人工椎體為例,現(xiàn)在臨床使用的人工椎體價(jià)格從1萬(wàn)到3萬(wàn)元不等。這意味著,3D打印骨骼的價(jià)格大概也就是這個(gè)價(jià)位。那么這項(xiàng)技術(shù)何時(shí)能在臨床廣泛應(yīng)用?劉忠軍說:“如果順利的話,預(yù)計(jì)需要1年至2年左右。”
探訪“3D展廳”
燈管燈罩家里管道 都可以用3D打印
記者昨在位于南京江寧秣周路與雙龍大道交界口U湖的“3D打印展廳”看到，這里堪稱“3D打印博覽會(huì)”，展示了數(shù)百件打印物品，有立體人像、茶壺、燈具等。云集各類3D打印機(jī)，最大的有3米多高，最小的像微波爐。“這個(gè)展廳，除了地板、玻璃外，好多東西都是3D打印的，比如燈。”南京恒宇三維技術(shù)開發(fā)副總經(jīng)理何堅(jiān)介紹說。只見展廳吊燈白色燈罩的設(shè)計(jì)風(fēng)格有中國(guó)剪紙?jiān)兀U空部位精美無(wú)接縫，摸上去有塑料質(zhì)感。“燈罩是用ABS塑料絲打印的，那些現(xiàn)代風(fēng)格的臺(tái)燈燈管也是。”何堅(jiān)說。
3D打印出的管道能使用嗎？一種“選擇性激光燒結(jié)”3D打印機(jī)用尼龍粉末打印出的管道，很輕而且強(qiáng)度很高，家里有管道壞了，沒必要買，打印一個(gè)，直接裝上。
3D照相館可以打印立體多彩的你
很多人覺得，塑料產(chǎn)品始終不夠“耐看”，原因就是之前的3D打印機(jī)只能打印出單一色塊的產(chǎn)品。在展廳，你會(huì)看到色彩豐富的各種打印物品。據(jù)介紹，這里的不少打印機(jī)可以做到每個(gè)像素?fù)碛?ldquo;接近一百萬(wàn)種顏色”。這意味著最終產(chǎn)品能夠呈現(xiàn)出千變?nèi)f化的顏色，既可以單色拼接，也可以混合在一起。
展廳有個(gè)3D照相館吸引了許多人好奇的眼光，打印出來的立體人像無(wú)論色彩、表情都很逼真，連嘴角的笑紋都清晰可見。這家企業(yè)來自深圳，一般3D照相館所用的手持掃描儀需要花十幾分鐘才能采集數(shù)據(jù)，你得保持不動(dòng)，這個(gè)掃描儀高端大氣多了，五臺(tái)兩米高“音響”模樣的掃描儀環(huán)繞著你，三秒鐘即可完成采集。“精確度高達(dá)0.05毫米，有600萬(wàn)色彩，人像從22厘米到36厘米都有。”工作人員介紹說。據(jù)了解，價(jià)格不便宜，3500元起步，打印需要半天時(shí)間。
