案例 | 我要當(dāng)藥神！3D打印技術(shù)與醫(yī)療行業(yè)

由文牧野導(dǎo)演、寧浩監(jiān)制、徐崢監(jiān)制并領(lǐng)銜主演的電影《我不是藥神》票房突破30億元。

伴隨著該影片的熱映，醫(yī)療問題再度擺在人們面前，牽動(dòng)著人們的神經(jīng)。其實(shí)，除了藥物本身的問題以外，醫(yī)療技術(shù)及醫(yī)療解決方案又何嘗不是至關(guān)重要呢？

近年來(lái)，人們對(duì)醫(yī)療技術(shù)及醫(yī)療解決方案的關(guān)注度持續(xù)攀升，人們寄望于通過(guò)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)提高醫(yī)療水平，而在這一環(huán)節(jié)，3D打印就占據(jù)著極其重要的位置。

眾所周知，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用研究不斷深入，臨床試驗(yàn)也在持續(xù)推進(jìn)。如今，3D打印正在成為促進(jìn)醫(yī)療領(lǐng)域變革的重要手段。

例如，3D打印技術(shù)可以快速打印人體器官模型，助力外科手術(shù)的順利、精準(zhǔn)實(shí)施；3D打印還能針對(duì)具體病人打印定制化的植入物，進(jìn)行修復(fù)治療；3D打印助力藥企實(shí)現(xiàn)制藥方式的創(chuàng)新，壓縮生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)能，延長(zhǎng)生產(chǎn)線壽命等等。

今天，為大家精選了幾則3D打印在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用案例，快來(lái)看一下吧！

案例一：Stratasys打印機(jī)幫助挽救12歲腦瘤男童生命

現(xiàn)年12歲的美國(guó)男孩兒Michael Conley打小就患有嚴(yán)重的頭痛。他的父母通常都是給他買非處方止痛藥來(lái)止痛。

但在去年十月份的一天夜里，他的頭開始劇烈疼痛，并引發(fā)癲癇癥狀。他的父母趕緊把他送到醫(yī)院診治。醫(yī)院的腦部掃描結(jié)果顯示，Michael得的根本不是普通的偏頭痛，而是他的腦子里長(zhǎng)了一個(gè)腫瘤，而且，這個(gè)腫瘤的位置非常接近他的視覺神經(jīng)。

于是，他的父母便把他轉(zhuǎn)到美國(guó)國(guó)家兒童醫(yī)院（Nationwide Children's Hospital）。在這家醫(yī)院，神經(jīng)內(nèi)科的醫(yī)生向他們展示了之前從未見過(guò)的東西——他們兒子大腦的3D打印大腦模型。

兒童神經(jīng)內(nèi)科專家Satya Gedela醫(yī)生說(shuō)：“當(dāng)我給Michael一家人看這個(gè)3D打印大腦模型的時(shí)候，他們簡(jiǎn)直被眼前的景象驚呆了�！�

為了順利切除Michael腦部的腫瘤，外科醫(yī)生借助Stratasys 3D打印機(jī)打印出了Michael大腦的3D模型。打印材料是經(jīng)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的塑膠樹脂，滴液尺寸僅為三萬(wàn)分之一毫米，精確度極高。

要知道，Michael的腫瘤距離他的視神經(jīng)只有幾毫米，而3D打印大腦模型卻為醫(yī)生們提供了一個(gè)清晰的路線圖，能夠避免對(duì)他腦部的其他部位造成損傷。

據(jù)Gedela醫(yī)生介紹，Michael得的是一種罕見的室管膜瘤（Ependymomas），但也算是第三類最為常見的腦部腫瘤了。

在成人群體中，這種腫瘤往往長(zhǎng)在脊柱里，而在兒童群體中，通常長(zhǎng)在大腦后部。平均每年約有185名兒童被診斷出患有這類腫瘤。在3D打印技術(shù)問世之前，醫(yī)生只能借助二維X射線衍射技術(shù)來(lái)更好地確定腫瘤的位置。

Gedela醫(yī)生說(shuō)：“即使是利用核磁共振掃描技術(shù)，效果有時(shí)也不盡人意。”

隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，如今外科醫(yī)生可以看到更多。

今年3月份，Michael接受了7小時(shí)的腫瘤切除手術(shù)。手術(shù)非常成功。這在很大程度上要感謝3D打印機(jī)，讓外科醫(yī)生們能夠清楚地看到這個(gè)12歲男孩的大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

案例二：Stratasys 3D打印手掌助力8歲女孩兒圓夢(mèng)

Hailey Dawson在一場(chǎng)“雙胞胎”比賽中拋出了她人生中的第一個(gè)棒球。與眾不同的是，這個(gè)來(lái)自拉斯維加斯的8歲小女孩并沒有手。

由于患有先天性“POLAND綜合征”，Hailey一出生便失去了右手的三個(gè)手指。

在Stratasys和UNLV工科類學(xué)生們的幫助下，Hailey在內(nèi)華達(dá)州安裝了她的機(jī)器手臂。她的媽媽Yong Dawson說(shuō)：“內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的工程系，借助Stratasys 3D打印機(jī)為我的女兒Hailey打造了機(jī)械手臂�！�

Hailey 解釋說(shuō)：“當(dāng)我是手腕向下移動(dòng)時(shí)，它就關(guān)閉，當(dāng)我手腕向下移動(dòng)時(shí)，它就打開�！苯柚�這個(gè)3D打印機(jī)器右手臂，Hailey能握住鉛筆，吃飯、喝水等。

她一直渴望在美國(guó)職業(yè)棒球大聯(lián)盟（Major League Baseball）的所有球場(chǎng)都拋出她的第一個(gè)投球。MLB球隊(duì)希望幫她實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想。如今，Hailey借助這個(gè)由Stalasy 3D打印機(jī)做出來(lái)的機(jī)器手臂成功投擲出了棒球。

Stratasys美洲地區(qū)總裁Rich Garrity說(shuō)：“我們很高興能幫助Hailey圓夢(mèng)。3D打印在功能和性能方面確實(shí)取得了跨越式提升。特別是在修復(fù)學(xué)方面，3D打印的應(yīng)用效果非常理想。”

案例三：UPSA借助3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)藥品制造創(chuàng)新

UPSA是一家藥片年產(chǎn)量超3.4億盒的制藥公司，它的巨大成功要?dú)w功于一個(gè)了不起的醫(yī)生世家。在1935年，Camille Bru醫(yī)生發(fā)現(xiàn)某些藥物利用蘇打水服用會(huì)更有效之后，就在法國(guó)成立了UPSA。這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了泡騰療法的發(fā)展，這是藥物研究和生產(chǎn)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

UPSA現(xiàn)在歸Bristol-Myers Squibb擁有，但正如其UPSA技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施部項(xiàng)目經(jīng)理Mathieu Dumora所說(shuō)，該公司會(huì)繼承并發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新的優(yōu)良傳統(tǒng)。

Dumora說(shuō)：“幾年前，我們就意識(shí)到，我們所有的專業(yè)知識(shí)都掌握在一些長(zhǎng)期技術(shù)人員手中。隨著學(xué)習(xí)必備技能的年輕人越來(lái)越少，我們必須得找到一種新的方法，用于工具作業(yè)和我們的內(nèi)部車間。我們也只能用我們傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)制造零件。”

UPSA定期監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，以確定有什么可以改變他們的業(yè)務(wù)。在研究3D打印和增材制造之后，UPSA認(rèn)為，通過(guò)采用該技術(shù)可以容易地節(jié)省制造成本并減少零件庫(kù)存。

Dumora說(shuō)：“我們意識(shí)到，通過(guò)使用3D打印部件，我們可以將部件重量減少70%，這將減少機(jī)器磨損，大幅提升生產(chǎn)力，并延長(zhǎng)機(jī)器壽命�！�

Dumora說(shuō)，F(xiàn)DM技術(shù)和Stratasys Fortus 450mc™的加入，不僅使他們的內(nèi)部車間煥然一新，而且激發(fā)了整個(gè)公司的創(chuàng)新思維。

采用3D打印后，優(yōu)先考慮更換機(jī)器上的關(guān)鍵部件，而Fortus 450mc很快展示了其強(qiáng)大能力。UPSA不僅進(jìn)行藥品研發(fā)，同時(shí)還進(jìn)行藥品的生產(chǎn)與包裝。一套生產(chǎn)設(shè)備使用重型鑄鋼臂來(lái)抓取紙箱，以便插入泡罩包裝。

Dumora解釋說(shuō)：“這些鑄鋼臂很重，可能會(huì)變形，有時(shí)候甚至斷裂，破壞機(jī)器。使用3D打印臂更安全，ABS-M30i™ 3D打印材料，如果變形，則可以恢復(fù)，如果損壞，則更換成本最小，時(shí)間短。這與昂貴的鋼臂相比，是一個(gè)巨大的改進(jìn)。僅一年時(shí)間，我們就生產(chǎn)了55個(gè)這樣的零件，每個(gè)部件節(jié)省了95%的成本�！�

UPSA還利用3D打印制造了一臺(tái)設(shè)備，用以提高其兒童裝Efferalgan瓶蓋的安全性。來(lái)自供應(yīng)商的瓶蓋，可能會(huì)不經(jīng)意地對(duì)藥物構(gòu)成污染風(fēng)險(xiǎn)。UPSA和供應(yīng)商都進(jìn)行了成本昂貴且耗時(shí)費(fèi)力的視覺檢查。

Dumora說(shuō)：“我們從質(zhì)量、維護(hù)及生產(chǎn)部門抽調(diào)人手專門成了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一個(gè)能以‘吸氣’和‘吹氣’的方式去除任何顆粒的特殊系統(tǒng)。我們測(cè)試了‘吸氣’功能，甚至在瓶蓋中放置顆粒來(lái)測(cè)試功效。增材制造使我們能夠自行開發(fā)解決方案，并通過(guò)開發(fā)迭代，來(lái)快速且具備成本效益地進(jìn)行演進(jìn)。成本昂貴且耗時(shí)費(fèi)力的視覺檢查可以叫停了�！�

Dumora解釋說(shuō)：“自從有了Fortus 450mc以后，我們不斷拓展其應(yīng)用范圍。我們已經(jīng)使用它來(lái)制造新的替換零件，改進(jìn)生產(chǎn)線，制造定制化零件和功能原型，以加速?zèng)Q策過(guò)程。事實(shí)上，在整合機(jī)器的第一年，我們就獲得了豐厚的投資回報(bào)。

Dumora說(shuō)：“我們的3D打印機(jī)非�？煽浚�且易于使用。這臺(tái)機(jī)器能夠不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，性能完美，生產(chǎn)的零件也完美，這簡(jiǎn)直把我驚呆了。起初，在它的技術(shù)可靠性和一致性得到驗(yàn)證之前，我們對(duì)于是否采用它進(jìn)行大批量作業(yè)有點(diǎn)猶豫不決。然而，事實(shí)證明，它可以24小時(shí)全天候持續(xù)工作長(zhǎng)達(dá)15天，這一結(jié)果著實(shí)令人贊嘆�！�

來(lái)源：Stratasys