3D打印技術(shù)四種方式將改變醫療行業(yè)
摘要:3D打印技術(shù)雖然已經(jīng)存在很多年了,但主要還是應用在制造業(yè),這種類(lèi)型的打印,也成為立體光刻,可以通過(guò)融合不同的材料一層層的來(lái)打印各種東西,可將數碼3D圖像打印成一個(gè)真實(shí)的物體。在過(guò)去的15年里,3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸應用到醫療行業(yè),比如按用戶(hù)需求打印假肢或牙齒等等。
3D打印技術(shù)雖然已經(jīng)存在很多年了,但主要還是應用在制造業(yè),這種類(lèi)型的打印,也成為立體光刻,可以通過(guò)融合不同的材料一層層的來(lái)打印各種東西,可將數碼3D圖像打印成一個(gè)真實(shí)的物體。在過(guò)去的15年里,3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸應用到醫療行業(yè),比如按用戶(hù)需求打印假肢或牙齒等等。而現在,3D打印技術(shù)將可能有機會(huì )應用于個(gè)性化醫療當中。
作為新生事物的3D打印技術(shù),將給
藥物研究和生物技術(shù)應用領(lǐng)域帶來(lái)新的機會(huì )。許多新的方法諸如藥物制作、配送支持以及輔助醫療研究等技術(shù)都將被采用。接下來(lái)讓我們來(lái)探索它是如何運作的。
新藥物的研發(fā)可以通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)大大提高效率,比僅僅市打印塑料或是金屬物體那么簡(jiǎn)單,想象一下,打印藥丸或是人體器官和組織,這就可以使
制藥公司以更安全和更低成本的方式來(lái)測試新的藥物,這種技術(shù)似乎目前的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)能夠達到,并且比以往任何時(shí)候都更加接近。
整體醫療水平將會(huì )提高
與其他行業(yè)相比,3D打印技術(shù)在醫療保健行業(yè)的應用還不是很廣泛。專(zhuān)家認為,在投資額高達7億美元(約合人民幣46億元)的3D打印技術(shù)領(lǐng)域,醫療保健僅占1.6%,這一比例將在未來(lái)10年增長(cháng)到21%。
最新研究結果顯示,健康和醫療行業(yè)發(fā)展迅猛。市場(chǎng)調查公司MarketsandMarkets.com稱(chēng),預計到2020年,在醫療保健中應用3D打印技術(shù)的市值將達到21.3億美元(約合人民幣138億元)。比如牙科行業(yè)的商業(yè)化運作已經(jīng)非常成功,隱適美公司預計每天都會(huì )有50000個(gè)客戶(hù)定制化牙齒矯正器使用3D打印機打印出來(lái)。
3D打印技術(shù)通過(guò)另外四種方式將永久改變醫療行業(yè)。
3D打印技術(shù)可以加入一個(gè)全新的方法來(lái)制造定制化藥物,專(zhuān)家和研究人員的想法是制造定制化的3D打印口服藥,這時(shí)最簡(jiǎn)單的方法。醫學(xué)撰稿人C.LeeVentola已經(jīng)對此進(jìn)行了廣泛的研究,她出版的《3D打印的醫療:現狀和未來(lái)的使用》中寫(xiě)道:個(gè)性化的3D打印藥物適用于對同種藥物反應不同的各類(lèi)患者。
2、獨特的劑量
3D打印技術(shù)也可以用來(lái)生產(chǎn)獨特劑量的藥物,這一過(guò)程是通過(guò)噴墨式3D打印技術(shù)來(lái)實(shí)現的。據專(zhuān)家介紹,他可能對傳統藥物制造行業(yè)是一個(gè)挑戰,該工藝制造的新型制劑已經(jīng)過(guò)多種藥物測試,隨著(zhù)時(shí)間的推移,我們將看到更多的創(chuàng )新。
3、更復雜的藥物釋放曲線(xiàn)
藥物釋放曲線(xiàn)可以顯示明藥在患者體內分解的時(shí)間,親自設計和打印藥品更容易了解它們的釋放曲線(xiàn)。3D打印技術(shù)可以打印個(gè)性化的藥物,通過(guò)分層打印帶有粘合劑粉末基底,便于有針對性控制藥物釋放,這就給活性成分之間創(chuàng )造了屏障,讓研究人員能夠更緊密的研究釋放的變化。作為藥品生產(chǎn)企業(yè),他們開(kāi)始意識到這對他們制造更有效的藥物是一個(gè)難得的機會(huì ),在未來(lái)幾年里,他們會(huì )在增加在該領(lǐng)域的研究和投資。
4、打印活體組織
雖然當前還不能全面迅速的實(shí)現,但是專(zhuān)家預測,在20年內將實(shí)現真正的全功能3D打印心臟。而現在3D技術(shù)的難點(diǎn)在于打印復雜的血管。據WakeForest再生醫學(xué)研究所主任TonyAtala說(shuō),每個(gè)器官的復雜程度不同,一些組織比較容易打印,比如皮膚。但是打印心臟、肝臟和腎臟這樣復雜的器官就比較困難了。
生物打印公司BioBots希望替換大型復雜的傳統設備,而使用小型、低成本的桌面打印機來(lái)打印活細胞。聯(lián)合創(chuàng )始人DannyCabrera解釋說(shuō),他們的設備可以用人體細胞來(lái)構建3D活體組織模型,他還解釋了自己公司的打印機用于開(kāi)發(fā)臨床使用的藥物,并通過(guò)現有的藥品行業(yè)銷(xiāo)售渠道進(jìn)行推廣。
接下來(lái)將會(huì )發(fā)生什么
在3D打印技術(shù)成為一種常見(jiàn)的醫療業(yè)務(wù)之前仍然存在一些問(wèn)題,首先對于多數準備開(kāi)展實(shí)驗的公司來(lái)說(shuō),所需投資的規模就是一個(gè)挑戰,另外,據Ventola稱(chēng),打印藥物的概念通常媒體都會(huì )一帶而過(guò),在實(shí)際操作中所花費的大量資金和時(shí)間也常常被低估,公眾對此項創(chuàng )新的期待值還遠遠
不夠。
此外還有安全問(wèn)題,由于該項技術(shù)過(guò)于先進(jìn),3D打印還缺乏監管。Ventola寫(xiě)到:所謂“車(chē)庫生化實(shí)驗室”的存在,有可能促進(jìn)生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng )新,這些實(shí)驗往往都是秘密進(jìn)行的,從而避免了執法部門(mén)的干擾,盡管這項研究在技術(shù)上是合法的。
科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始意識到3D打印技術(shù)在醫療保健行業(yè)存在著(zhù)多重機遇,雖然還需要進(jìn)行大量的工作,Ventola認為,我們實(shí)現這一愿望只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題,她還寫(xiě)到“盡管實(shí)現3D打印器官技術(shù)還處于起步階段,但是目前取得的成果還是非常樂(lè )觀(guān)的”。