3D列印改變了什麼？

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本視頻出自【萬有青年燴at中關村朝陽園】之「科學時光機」

相信3D列印這個詞大家應該不陌生，近幾年炒得非常火，今天要跟大家分享一個和大家息息相關的行業，3D列印醫療行業。

大家都知道傳統的製造方式是工業化的生產，大規模批量化生產，而醫療所需要的是個性化的定製。

在這裡就產生了一個問題，因為我們每個人都是不同的個體，身高有高有矮，有胖有瘦，每個人都不相同。廠家會給我們提供一些選擇，一些號碼上的選擇從S號到XXL號，但是對於我們來說哪個都不是最合適的。

這時候3D列印的誕生，就解決了這個問題。

3D列印在醫療方面的應用已經有將近20年了，在這20年里，3D列印大致分為三個層次：

1.第一個層次無生物相容性的材料

這種材料只對材料的強度和力學性能有要求，但是不可以植入人體，一般這種材料都是用於牙科手術的導板和護具。

這種材料的應用會帶來哪些改變呢？我們這兒有一個案例，給大家講一下。

這是我們的一個病人，他左手骨折，我們就通過三維掃描儀採集了他左手的三維數據。

在採集的點雲文件上根據他胳膊的輪廓畫出一個符合他外觀的曲面片，

然後再根據曲線片畫出我們要做的固定裝置的外形，

再進行一些結構上優化和美觀上的優化，最終畫出了這樣的一個模型。

用這個模型通過印表機列印出來，就可以讓病人固定好他手部骨折的部分。

這種裝置相對於傳統的醫療方式，就是石膏，石膏戴上會有一個問題，尤其現在是夏天，戴上會非常悶，而且非常重，穿衣服不方便，而且怕水，洗澡也比較麻煩，所以像這種裝置就很方便。大家看它的結構是鏤空的，而且非常堅固，也不怕水，所以戴上的時候會非常舒服。

2.第二層次個性化永久植入物

相對於第一階段，材料上的進步是材料具有生物相容性，一般用的材料是特定的樹脂或者是鈦合金，像這種材料的話可以植入體內，不會產生什麼不良反應。

大家看圖片上是一隻廣州動物園的丹頂鶴，跟別的鳥打架的時候，導致它上喙完全斷裂，送到醫院的時候，醫生看到它這種狀態已經是無法自主進食了，如果長時間這樣下去，它很有可能因為營養不良而死亡。

醫生決定給它做一個新的鳥嘴，就找了一些3D列印方面的專家，對鳥喙斷端的結構進行了分析，經過人工力學的一些優化，最終做了一個戰鬥力爆表的鈦合金的鳥嘴，據說回去以後就報仇去了。

3.細胞3D列印

這個技術的實現其實意義重大，跟大家說一個數據，在這個世界上每30秒就會有一個病人因為的不到組織器官的移植而死亡。現在可以通過再生醫學，在實驗室中培養出病人所需要的器官，像圖片上的耳朵，還有像內部的重要器官肝臟、腎臟這些器官，都可以移植。

它所用的印表機其實是和傳統的印表機技術是一樣的，精度也非常高，只不過材料是從傳統塑料或者金屬變成了一種特殊的凝膠，這種凝膠中含有細胞和可生物降解的材料。這種材料主要是為了保證在列印過程中保持一定有特定的形狀，像肝臟形狀、腎臟形狀。

列印出來的這種器官，跟傳統從其他捐獻者身上移植過來的有很大的優勢，就是它的細胞是采自於病人本身的，所以裝進去不會有任何排斥反應。

最近已經在動物身上完成了成功的移植，是一隻小白鼠，給他移植了一個卵巢而且成功生了一隻小白鼠。相信很快，這個技術就能應用到人體上，對於一些有需要的病人提供幫助。

3D列印其實不光是在醫療方面有應用，而且已經走進我們的生活了。像在服裝、食品、建築、汽車等方面，都有很多應用。

而且相信以後會在更多領域有應用，比如說工業，會使工業的製造變得更簡單，像首飾，它可以突破一些造型上的局限，可以做出更加複雜，更加美觀的形狀。包括影視，比如說中國的電影、電視劇有一個問題，就是五毛錢特效。如果多用3D列印的技術，就可以使道具更逼真。3D列印隨著它的發展，相信能對我們的生活帶來更多的改變。

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