3D打印技術(shù)和應(yīng)用概論第六章 3D打印應(yīng)用于醫(yī)療、生物領(lǐng)域-改

第六章

3D打印應(yīng)用于醫(yī)療、

生物領(lǐng)域

1、3D打印應(yīng)用于醫(yī)療、生物領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)4、生物3D打印應(yīng)用于活體生物的打印2、3D打印應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)板的定制3、3D模型在醫(yī)療方面的應(yīng)用5、3D打印應(yīng)用于教學(xué)和手術(shù)方案制定1、3D打印應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)6.1、3D打印應(yīng)用于醫(yī)療、生物領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)3D打印應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，是3D打印技術(shù)與現(xiàn)代先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)交叉的新技術(shù)；3D打印技術(shù)可用于制造人體器官（骨骼、心臟等）和種植體（如關(guān)節(jié)等）的模型，使醫(yī)生不通過(guò)開刀就可觀看病人的器官結(jié)構(gòu)，判斷是否有組織病變及其程度，為其病情診斷和手術(shù)方案提供幫助。3D打印應(yīng)用于體外模型和醫(yī)療器械的制造中，成形的人體組織無(wú)需植入體內(nèi)，所用材料也不需要考慮生物相容性等問(wèn)題，體外醫(yī)療模型一般也只考慮所用材料的力學(xué)、理化和色彩等性能。目前這類應(yīng)用較為成熟和普遍，正在為人們的健康服務(wù)。1、想做什么形狀的骨骼都可以。有了3D打印技術(shù)，醫(yī)生就可以直接生產(chǎn)出同一形狀、體積的內(nèi)植物，填充到缺損部位里面，上下用螺釘固定，非常牢固。2、打印出的植入物帶有可供骨頭長(zhǎng)入的孔隙，它們像海綿一樣可以將周邊的骨頭吸引進(jìn)來(lái)，使真骨與假骨之間結(jié)成牢固的一體，有助于縮短患者的恢復(fù)期。3、打印骨骼的強(qiáng)度和保質(zhì)期方面，打印骨骼的強(qiáng)度沒(méi)有問(wèn)題，幾十年的臨床實(shí)踐已證實(shí)鈦合金屬內(nèi)植物可以與人體組織長(zhǎng)期和平共處。4、速度快：不管是直接制造植入人體的組織，還是制作病體器官的模型，其速度快，一般數(shù)小時(shí)即可成形。2應(yīng)用于生物的優(yōu)勢(shì)

技術(shù)原理3D生物打印以血管再生為核心，構(gòu)建具有完整生物學(xué)功能的組織器官，實(shí)現(xiàn)病變、衰老組織器官的精確修復(fù)和替代。生物3D打印可以滿足組織、器官移植的需求，涉及工程、生物科學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、物理學(xué)和醫(yī)學(xué)，它對(duì)組織工程、再生醫(yī)學(xué)和醫(yī)療科研都將產(chǎn)生革命性的突破。3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域是做活體，把細(xì)胞、生物相容性材料堆積成活體結(jié)構(gòu)?？芍苯又圃斐錾眢w某個(gè)部位內(nèi)部的仿生微結(jié)構(gòu)，從外形仿生方面可實(shí)現(xiàn)患者缺損填充假體的個(gè)性化制造。3D打印人造器官可以以自身的成體干細(xì)胞經(jīng)體外誘導(dǎo)分化而來(lái)的活細(xì)胞為原料，在體外或體內(nèi)直接打印活體器官或組織，因而將失去功能的器官或組織替換，某些程度上這就解決了移植供體不足問(wèn)題。所以，3D打印人造器官已在器官移植領(lǐng)域獲得了一定的成果。

1、3D打印應(yīng)用于醫(yī)療、生物領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)4、生物3D打印應(yīng)用于活體生物的打印2、3D打印應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)板的定制3、3D模型在醫(yī)療方面的應(yīng)用5、3D打印應(yīng)用于教學(xué)和手術(shù)方案制定

6.2

3D打印應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)板的定制

患者病變組織信息是醫(yī)生診療診斷與手術(shù)規(guī)劃的重要信息X光CT與MRI三維打印模型三個(gè)里程碑技術(shù)工裝與導(dǎo)板的對(duì)比工裝與導(dǎo)板的對(duì)比工裝與導(dǎo)板的對(duì)比導(dǎo)板的制作流程

CT掃描數(shù)據(jù)

3D數(shù)據(jù)處理

3D打印原型

醫(yī)生制定手術(shù)方案（截骨內(nèi)容、鋼板成型）3D掃描數(shù)據(jù)

3D數(shù)據(jù)處理導(dǎo)板的制作流程

制作導(dǎo)板

3D打印導(dǎo)板手術(shù)磨骨導(dǎo)板定位導(dǎo)板截骨導(dǎo)板截骨導(dǎo)板截骨導(dǎo)板術(shù)前獲取影像學(xué)和三維數(shù)字模型，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)畸形骨段，為模擬矯形做基礎(chǔ)準(zhǔn)備。截骨矯形中的應(yīng)用截骨角度調(diào)整及模擬復(fù)位

3D打印與導(dǎo)板技術(shù)

3D打印與導(dǎo)板技術(shù)

3D打印與導(dǎo)板技術(shù)

3D打印與導(dǎo)板技術(shù)游離截骨導(dǎo)板穿刺導(dǎo)板種植導(dǎo)板

放療導(dǎo)板

1、3D打印應(yīng)用于醫(yī)療、生物領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)4、3D打印應(yīng)用于活體生物的打印2、3D打印應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)板的定制5、3D打印應(yīng)用于教學(xué)和手術(shù)方案制定3、3D模型在醫(yī)療方面的應(yīng)用

6.33D模型在醫(yī)療方面的應(yīng)用3D模型的制作流程

6.33D技術(shù)模型在醫(yī)療方面的應(yīng)用用STL文件格式輸送至三維打印機(jī)三維打印模型建立骨三維數(shù)字模型醫(yī)學(xué)影像獲取醫(yī)學(xué)影像處理與三維建模

在復(fù)雜性燒傷踝關(guān)節(jié)畸形手術(shù)中的應(yīng)用在粉碎性骨折方面的應(yīng)用在脊柱畸形手術(shù)在的應(yīng)用在頜面外科手術(shù)中的應(yīng)用在美容整形方面的應(yīng)用

1、3D打印應(yīng)用于醫(yī)療、生物領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)4、3D打印應(yīng)用于活體生物的打印2、3D打印應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)板的定制5、3D打印應(yīng)用于教學(xué)和手術(shù)方案制定3、3D模型在醫(yī)療方面的應(yīng)用6.4

3D打印應(yīng)用于活體生物的打印13D打印人造耳朵首先用3D掃描儀獲取患者健康耳朵的3D結(jié)構(gòu)模型，然后利用軟件計(jì)算出另一邊耳朵應(yīng)有的模樣，最終用3D打印機(jī)把計(jì)算機(jī)中的3D模型打印出來(lái)。隨后，科學(xué)家們將一種高密度的凝膠灌入該模型內(nèi)，這些凝膠由2.5億個(gè)牛的軟骨細(xì)胞和從鼠尾提取的膠原蛋白（作為支架使用）制成。15分鐘后，研究人員將得到的耳朵移出并在細(xì)胞培養(yǎng)皿中培育。3個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，軟骨就可以取代膠原蛋白。為了檢驗(yàn)打印成品的生物功能，科學(xué)家們?cè)趧?dòng)物身上做了許多實(shí)驗(yàn)，如把人耳移植到一只老鼠身上。2個(gè)月后，這個(gè)耳朵仍保持著最初形態(tài)，毛細(xì)血管組織和其它血管也都長(zhǎng)出來(lái)了。同樣在老鼠身上試驗(yàn)成功的還有人體肌肉組織。另外科學(xué)家還用干細(xì)胞作出了部分人體頜骨結(jié)構(gòu)，并移植到了老鼠身上。5個(gè)月后，這部分結(jié)構(gòu)成功長(zhǎng)出了血管化骨組織。這些成功的研究結(jié)果，使得未來(lái)3D打印骨組織還可能用在整容上。人工耳朵2、3D打印人造血管2017年3月，我國(guó)四川的研究人員用3D生物打印血管機(jī)可以打印出血管獨(dú)有的中空結(jié)構(gòu)和多層不同種類的細(xì)胞?？蒲腥藛T將一段3D生物打印血管移植到猴子體內(nèi)，猴子的基因和身體結(jié)構(gòu)和人類比較接近，選擇的部位是猴子的腹主動(dòng)脈，這段動(dòng)脈的內(nèi)徑是6mm和人體下肢的動(dòng)脈血管粗細(xì)相當(dāng)。研究人員用線將打印的血管與體內(nèi)的血管縫合在一起。在經(jīng)過(guò)62天的生長(zhǎng)后，通過(guò)B超發(fā)現(xiàn)血流很好，通過(guò)CT發(fā)現(xiàn)植入的血管與自身的血管長(zhǎng)的非常相近，結(jié)合的也很好，完全長(zhǎng)成了自