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盘点 | 3D打印在医疗领域的应用

3D打印装置Miriam,可快速检测十几种癌症

位于美国旧金山的新创公司Miroculus利用3D打印制造出了一款简单易用的验血装置,叫做Miriam。它可以从一份很小的血样中检测出十几种癌症。

这项技术基于小分子RNA,这些小分子RNA就像签名一样,不同器官在不同的状态下会产生特定组合的小分子RNA。所以每种癌症都有自己特定的小分子RNA组合。他们为此专门建立了小分子RNA数据库Loom.bio,全世界的科学家和医生都可以使用。通过拥有自主专利的生化反应混合物,Miriam可以迅速地从血样中提取小分子RNA。随后使用独特的数码微流体技术,在血样被加入96孔板后,每个孔可以检测不同的小分子RNA。将这些结果综合在一起后就得到了患者的小分子RNA签名,以此便可诊断早期癌症。他们在2014年就推出了原型产品,医生只需准备血样。然后从加样到打出结果报告全部自动完成。

3D打印的植入钛髋骨能减少疼痛且更耐用

3D打印已经大大提高了植入手术的质量,但即使是3D打印的植入物也会引起不适,不过会随着时间而消退。麦吉尔大学教授Damiano Pasini发布了他一项新研究,没有用非常坚固的材料,而是开发了一种多孔的3D打印股骨柄植入物,近似于实际骨的多孔性,并且本身的骨骼还能继续工作。因此,置换髋关节将持续更长时间,还会减少植入带来的问题。

Pasini是MicGill大学机械工程教授,他和他的研究团队刚刚在“骨科学杂志”上发表了他们的研究成果。标题是“多孔3D打印钛股骨置换术”

他们发现,现有髋关节置换的最大问题是,置换物太硬。他们会减少活骨的压力,导致活骨被削弱和恶化。随着时间的推移,会出现其他疼痛的关节需要新的髋关节置换。因此用更柔软的植入物才能使现有骨结构继续做他们的工作。

在某种程度上,这些3D打印的股骨柄也能促进身体再生。“因为植入物和活骨很相像的话,它就可以让活骨保持原来的状态,”Pasini解释道,“这意味着我们的植入避免了当前许多问题。

虽然这些3D打印的植入物不是最伟大的医疗应用,但是它们对于日益常见的外科手术有很大的改善。整个医疗制度在人口老化的情况下已经濒临瘫痪,如果老年人每隔几年就需要新的手术,情况会越来越糟。照目前发展的速度,这些新的种植体解决方案可能在未来三到五年内开始实施。

杉本真希3D打印具有真实触感的器官模型

3D打印器官模型已经被很多医院应用,它能让外科医生为他们的手术进行充分准备而且增大了手术的成功率。这些具有真实触感的模型还能作为教学工具。杉本真希医生因此研发了“生物建模”技术,它可以通过保水性塑料制作出在触感,重量上,还有其他物理性质上都十分真实的模型。

杉本真希偶然发现一个开放式的应用OsiriX,可以看到3D的x射线数据,所以能把它安装在手术室旁边一定很有用处。杉本真希将手术图投射到病人的身体上,在手术前他们就可以看到要手术的器官,血管或者别的组织的位置。他说:“这项技术真的是妙不可言,一开始很多同事都不敢相信这项技术能够被用在手术室里,他们还以为我是开玩笑的。”

3D打印脊柱模型助医生实施脊柱侧凸手术

今年9月,一个患有严重脊柱侧凸的10岁小女孩被带到孟买的Lilavati医院进行脊柱修正手术。脊柱侧凸是一种常见疾病,如果病情严重的话,它会阻碍甚至影响一个人的呼吸和移动性。严重的脊柱侧凸的治疗也是一件非常复杂的事情,治疗过程中医生往往会在病人的脊柱中植入螺钉和线来矫正并固定脊柱。

这个10岁小女孩儿的情况更复杂,因为医生们要小心地移除她体内之前的植入物。外加骨头再生等因素,确定诸如螺钉角度和椎弓根等一系列东西变得更具挑战性,并且要求极高的精度。计算错误或错误钉入一颗新螺钉可能会损伤脊髓或神经。

为了减少小女孩在治疗过程中的风险,Abhay Nene医生和他的同事Kunal Shah医生找到了当地的3D打印公司Anatomiz3D,该公司为小女孩儿的脊柱3D打印了一个模型。据Anatomiz3D说,在手术的前几天,医生们把小女孩儿的脊柱的CT扫描发送给了他们,然后他们迅速地将这些扫描转变成了3D打印模型。

Anatomiz3D的员工Firoza Kothari和Devarsh Vyas为小女孩儿的脊柱设计了一个可3D打印的模型,该模型会为手术团队提供脊柱钻孔方面的指导。他们使用了Materialise的医学3D成像软件Mimics 19,并在手术的前一天将一个3D打印版的手术模型交付给了医生。

借助这个3D打印模型,医生们仔细检查了病人的脊柱,这让他们清楚地知道哪些地方的植入物必须被清除,以及该以什么样的角度钉入新螺钉角。9月14日,医生们成功地完成了手术。据说这名10岁的病人恢复得很好。

时尚3D打印支架让脊柱侧凸患者不再尴尬

3D打印医疗设备除了能起到功能性作用外,还有助于恢复患者的信心,帮助他们过上尽可能正常的生活,而这正是UNYQ现在为患有脊柱侧弯的年轻女孩和青少年所做的事情。普通的支架往往很难看,让穿戴者无法对自己的外观感觉良好。为此,UNYQ开发了一款非常漂亮的3D打印支架,它赋予了穿戴者一个时尚的外观。

脊柱侧弯的传统疗法包括物理治疗、支撑,在最极端的情况下会进行手术,而支撑是其中一种比较常见的疗法。当然,支架的质量、准确性和可调整性是一个有效治疗的关键所在。

UNYQ正在寻求为患有脊柱侧弯的年轻女孩提供一款实用而美观的支架。其功能性的轻量级时尚Align支架不仅外观优美,由于是定制的,它还能完美地贴合患者的身体,不会妨碍呼吸。因此,它的功效性和外观均更佳。

为了让支架真正起作用,一天中患者一般需要穿戴长达18小时。但由于之前的支架既紧又重,很少有人能轻松地度过这18个小时。在Bitonti的帮助下,Align支架比传统支架少用了75%的材料。它看起来非常舒适,同时还能为患者提供必要的支撑。

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