還記得《十二生肖》嗎？成龍大爺戴著(zhù)手套摸了一把鼠首，就完成了對其數據的掃描。然后通過(guò)計算機建模，分分鐘就完成了一個(gè)復制品。

如果說(shuō)在電影上映的2012年，這項3D打印的情節對現實(shí)來(lái)說(shuō)還有相當的科幻成分的話(huà)，那到了今天，它早已不再是什么新鮮事了。簡(jiǎn)單的3D打印早已成為了孩子們的玩具。

而在產(chǎn)業(yè)層面，3D打印的應用范圍則更廣，汽車(chē)、軍艦甚至是房子都可以打印出來(lái)。再比如我們上次介紹過(guò)的，用3D打印肉制品。

作為最能緊跟前沿技術(shù)的行業(yè)，醫療自然也不會(huì )放過(guò)這個(gè)風(fēng)口。到今天，醫療行業(yè)已經(jīng)初步形成了從醫療器械、器官到手術(shù)等全方位的3D系列產(chǎn)品和應用。

那么其應用現狀面貌究竟如何，又有哪些問(wèn)題尚待解決？

炒得這么火，3D打印都能干啥？

如果要問(wèn)3D打印在醫療行業(yè)應用最廣的是什么，那自然要數肢體和器官打印。

在人的身體上，可替換度最高的自然當屬肢體、牙齒等。這些部位的主要功用輔助人的行動(dòng)和生活，功能單一，所以結構也相對簡(jiǎn)單。并且，四肢的殘缺理論上來(lái)說(shuō)幾乎不會(huì )對人的壽命造成明顯的影響。因此，義肢、假牙很普遍，而3D打印技術(shù)一旦出現，其自然也被迅速應用到這個(gè)領(lǐng)域中來(lái)。

目前在生活中，3D打印義肢技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并得到了廣泛應用。英格蘭一位女童裝上了3D手掌，一位農民工則裝上了一塊頭蓋骨，甚至澳大利亞公司CSIRO可以為病人量身定做鈦制的胸骨和肋骨，從而為其打造一個(gè)3D胸腔。

而最近的一項研究也讓我們看到了AI和3D打印結合的可能性。加州大學(xué)伯克利分校和舒利韋爾牙科實(shí)驗室的一組研究人員建立了一個(gè)通用對抗網(wǎng)絡(luò )( GAN )，自動(dòng)生成新的牙冠設計。它根據缺失牙齒的掃描來(lái)預測新牙冠的形狀。首先，掃描下頜缺失牙齒的一側以產(chǎn)生2D圖像。接下來(lái)，也掃描鉗口的相對側。GAN了解缺失牙齒所在間隙的距離，并在3D中使用新的牙冠設計填充該間隙。

由此可以預料的是，利用GAN建模的精準性，未來(lái)的3D打印也將會(huì )更加符合人的生理特征和功能指向。比如可以更好地解決接受腔的問(wèn)題，從而令假肢的安裝更加舒適。

如果說(shuō)打印肢體、牙齒等是easy級的話(huà)，那么，3D打印器官可能就是hard級。而相關(guān)的研究也正在有條不紊地展開(kāi)。

3D打印器官之所以存在困難，是因為其內部有大量的血管，并且各個(gè)器官的組織構成也不一樣。比如大腦主要由大量的神經(jīng)組織構成，要實(shí)現對神經(jīng)組織的打印和培養目前還是存在較大的技術(shù)困難的。

不過(guò)可喜的是，目前已經(jīng)有3D肝臟被打印出來(lái)，并且成功存活。美國生物科技公司Organovo就曾經(jīng)利用細胞3D打印技術(shù)，在細胞培養基座中打印出肝臟所需的細胞組織。經(jīng)過(guò)在器皿中的培養，就可以生長(cháng)為正常形狀的肝臟并移植到人體。只不過(guò)，這個(gè)肝臟的細胞在經(jīng)過(guò)打印后會(huì )失去活性，變成死細胞。

除了肝臟之外，腎臟、胰臟等器官也在研究當中。研究者們普遍認為，要實(shí)現真正功能健全、可移植的3D打印器官，至少還需要10年的時(shí)間。對于人體器官移植發(fā)展來(lái)講，10年的時(shí)間不算長(cháng)，但也不短。一旦這項技術(shù)變?yōu)楝F實(shí)，其帶來(lái)的改變將是革命性的：亟待手術(shù)的人們將不必因為等不到活體器官而絕望地死去，器官也將成為可以批量生產(chǎn)的商品。對解決活體器官短缺、延長(cháng)人類(lèi)壽命，甚至是產(chǎn)生新的器官供應產(chǎn)業(yè)鏈，都將帶來(lái)積極的影響。

手術(shù)可以重來(lái)：從“一次性”到“重復性”

3D打印另一項在醫療領(lǐng)域擁有絕對優(yōu)勢的應用則是輔助手術(shù)。

手術(shù)是一項風(fēng)險性很高的工作，尤其是對內臟等人體內部器官組織的手術(shù)處理。千百年來(lái)，醫生們孜孜不倦地追求著(zhù)如何提高手術(shù)成功率、改善患者的生命質(zhì)量。

最初在沒(méi)有任何可視的醫療設備的時(shí)候，醫生們判斷某一部位有問(wèn)題的話(huà)，只能先打開(kāi)身體，然后探索著(zhù)尋找病變的位置，再實(shí)施手術(shù)。這個(gè)過(guò)程中醫生則主要依靠自身累計的經(jīng)驗來(lái)進(jìn)行精準定位。但人體是各異的，在后來(lái)儀器、電子設備的加持下，醫生們在做手術(shù)之前通過(guò)技術(shù)手段就可以確定病灶，手術(shù)的精確性又相比經(jīng)驗手段大大提高。

無(wú)論是最初的“單刀直入”還是可視化的設備加持，手術(shù)有一個(gè)明顯的特征：一次性。

而3D打印技術(shù)的出現，手術(shù)操作開(kāi)始具備了另一個(gè)特征：重復性。

芝加哥西北社區醫療的外科醫生最近就為一位腦瘤患者做了手術(shù)，利的正是3D技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，大腦的細節是無(wú)法用肉眼來(lái)看到的，這為腦瘤的摘除增添了許多風(fēng)險。而通過(guò)對大腦的掃描，確定腫瘤位置之后，醫生們建立了一個(gè)3D的大腦病患模型。

那么，通過(guò)這個(gè)模型醫生們可以看到除了腫瘤之外的大腦的其他區域，對整個(gè)手術(shù)的區域了如指掌。最重要的是，通過(guò)腦部模型的構建，他們可以在真正的手術(shù)之前展開(kāi)多次模擬訓練，以應對任何可能出現的突發(fā)情況，同時(shí)避免觸碰到可能會(huì )被意外傷害的腦部健康區域。

我國在3D打印應用在手術(shù)方面也取得了技術(shù)的突破。上個(gè)月，南京醫科大學(xué)二附院心血管中心就利用3D打印心臟的技術(shù)，復制了一位心臟病患者的心臟，從而發(fā)現了其心臟中復雜的血管構造，并通過(guò)模擬不同的手術(shù)手段，最終制定出了最佳的手術(shù)方案，并順利進(jìn)行。

那么，當手術(shù)從“一錘定音”變成了可反復試驗的醫療手段，無(wú)疑將大大提高手術(shù)成功率，降低風(fēng)險。而在另一方面，通過(guò)對手術(shù)過(guò)程的重復性模擬，也會(huì )增加醫生們的操作熟練度，手術(shù)的時(shí)間會(huì )被大大縮短，患者也將避免遭受更長(cháng)時(shí)間的手術(shù)痛苦。

越過(guò)山丘，還需要迎風(fēng)而行

除此之外，3D打印技術(shù)甚至還會(huì )用到制藥行業(yè)中去，實(shí)現患者按需打印藥物的可能；制作康復器械如矯正鞋墊、助聽(tīng)器；打印植入物如骨骼等?？梢哉f(shuō)3D打印技術(shù)正在全方位地影響著(zhù)醫療行業(yè)的走向。

但是3D醫療也并非完美無(wú)缺，目前其推廣仍然面臨的幾個(gè)問(wèn)題。

1. 材料問(wèn)題。在以往的手術(shù)案例中往往會(huì )出現體內植入物出現問(wèn)題而讓患者遭受二次痛苦的情況，或是植入物有問(wèn)題，或是植入物對人體造成了傷害。那么，3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù)，其也必然要考慮到這個(gè)問(wèn)題。如果只是方便打印，那對它來(lái)說(shuō)價(jià)值可能有點(diǎn)小。其如果能探索出更適合人體的材料，也將成為影響技術(shù)命運的重要一環(huán)。

2. 商業(yè)化推廣問(wèn)題。一項技術(shù)如果只是花瓶，那它的命運必然是長(cháng)久不了的。那么，對3D打印來(lái)說(shuō)，其目前仍然存在于一些資金實(shí)力較強的醫院里。市面上普通的3D打印設備動(dòng)輒幾十萬(wàn)，醫院這種對精度要求較高的領(lǐng)域設備成本則更高。比如醫療對3D打印的精度的要求，日本一家廠(chǎng)商打印的3D肝臟上面的血管都清晰可見(jiàn)，達到這樣精度的設備，一般醫院難以承受。所以，加強技術(shù)的研發(fā)，降低設備成本，才可能是其快速下沉推廣的關(guān)鍵因素。

3. 打印器官的動(dòng)能性問(wèn)題。目前來(lái)說(shuō)，雖然通過(guò)細胞的疊加已經(jīng)可造出了短暫存活的肝臟，但能夠造出并不代表著(zhù)其就擁有了肝臟運轉的功能。事實(shí)上，器皿這樣的環(huán)境與人體是無(wú)法相比的，因此藥理測試會(huì )存在差異性。另外，如何制造運輸氧氣和營(yíng)養的血管仍然是一個(gè)問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題不解決，細胞就無(wú)法長(cháng)期存活。此外，這種3D打印器官在未來(lái)也要面對人體排異的問(wèn)題。與目前的活體器官相比，其是會(huì )更好地適應身體，還是不被接受？這些我們都不得而知。

而一旦涉及到器官，就會(huì )有人談?wù)搨惱韱?wèn)題。不過(guò)既然是為了更好地保存生命，這個(gè)問(wèn)題的爭議應該不會(huì )特別激烈。

3D打印對醫療行業(yè)來(lái)說(shuō)仍然算得上是一個(gè)新生事物。我們發(fā)現，每當有一項新技術(shù)產(chǎn)生，醫療行業(yè)總是迫不及待地想要去嘗試。這一方面反映了醫療問(wèn)題的多樣性和復雜性，另一方面也體現了人類(lèi)對生命的尊重和敬畏。而這份對生命的尊重，也會(huì )成為醫療從業(yè)者們用技術(shù)去越過(guò)山丘的不竭動(dòng)力。