【科技】什么是生物3D打印_【成都华西海圻GLP中心】

用3D打印的方法成型生物材料，特别是细胞等材料的方法，就叫生物3D打印。...

三维打印（Three Dimension Printing，简称3DP）属于一种快速成型（Rapid Prototyping，简称RP）技术，它由计算机辅助设计（CAD）数据通过成型设备以材料逐层堆积的方式实现实体成型。“三维打印”在技术界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分层制造”等。首先面向的问题是生物医学的问题，以三维设计模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，用3D打印的方法成型生物材料，特别是细胞等材料的方法，就叫生物3D打印。

生物3D打印技术在药物研发领域的应用非常广泛

3D打印药物是通过3D打印机打印出来的药物，但不是传统意义上想在家里从电脑上用油墨就可以打印出治病救人的药物。3D打印药物实际上是一种制剂加工技术—将液体制剂的灵活性与片状制剂的准确性结合形成3D打印药片能够更容易地吞咽和溶解。3D打印技术的优势在于个性化制备复杂结构。可以实现剂量、外观、口感等的个性化定制；同时，3D打印的‘药片’可拥有特殊的微观结构，有助于改善药物的释放行为，从而提高疗效并降低副作用。

3D打印药物的其他4个方式

1、个性化的药方3D打印技术可以加入一个全新的方法来制造定制化药物，专家和研究人员的想法是制造定制化的3D打印口服药，这时最简单的方法。医学撰稿人C. Lee Ventola已经对此进行了广泛的研究，她出版的《3D打印的医疗：现状和未来的使用》中写道：个性化的3D打印药物适用于对同种药物反应不同的各类患者。

2、独特的剂量3D打印技术也可以用来生产独特剂量的药物，这一过程是通过喷墨式3D打印技术来实现的。据专家介绍，他可能对传统药物制造行业是一个挑战，该工艺制造的新型制剂已经过多种药物测试，随着时间的推移，我们将看到更多的创新。

3、更复杂的药物释放曲线药物释放曲线可以显示明药在患者体内分解的时间，亲自设计和打印药品更容易了解它们的释放曲线。3D打印技术可以打印个性化的药物，通过分层打印带有粘合剂粉末基底，便于有针对性控制药物释放，这就给活性成分之间创造了屏障，让研究人员能够更紧密的研究释放的变化。作为药品生产企业，他们开始意识到这对他们制造更有效的药物是一个难得的机会，在未来几年里，他们会在增加在该领域的研究和投资。

4、打印活体组织虽然当前还不能全面迅速的实现，但是专家预测，在20年内将实现真正的全功能3D打印心脏。而现在3D技术的难点在于打印复杂的血管。据Wake Forest再生医学研究所主任 Tony Atala说，每个器官的复杂程度不同，一些组织比较容易打印，比如皮肤。但是打印心脏、肝脏和肾脏这样复杂的器官就比较困难了。

3D 打印技术在生物医学工程中的应用

人造器官

对于那些需要器官移植的患者来说，3D打印技术无疑是他们的福音。一方面患者无需担心不同机体器官之间的排异反应，另一方面相较于人体器官，3D打印成本非常低，例如打印一个人体心脏瓣膜，只需要价值10美元的高分子材料即可。

牙科

世界3D打印巨头Stratasys公司的野心亦聚焦于医用市场，特别是细分的牙科市场。该公司已于2013年3月份开发出Ortho Desk系统，为牙科实验室、诊所提供服务，目前即将入市。Stratasys公司首席执行官大卫•赖斯表示：“我们已认识到牙科市场是非常具吸引力的垂直消费领域，我们将通过创新性产品和发展战略锁定这个市场。

骨骼

3D技术可用来制作患骨1∶1的精确模型，使医生在手术前就能直观地看到和触摸到患骨，从而进行精确的手术规划。随着医疗技术个性化发展，此项技术已广泛用来制作精确的患骨模型，度身定做个体化的骨缺损修复体。

人工假肢

5岁的艾玛从出生开始就不幸患上关节挛缩疾病，需借助假肢的力量才可以移动身体，由于身体成长快，频繁更换假肢让她的父母支付不起。艾玛的假肢经常也被摔坏。最近她的医生为她配备一副全新的Stratasys公司提供的神奇的“3D打印武器”，可伸缩的流动性装置让艾玛从此摆脱了生硬假肢的束缚，也无需要频繁更换假肢了。

肾脏和动脉

早在2011年，外科医生安东尼•阿塔拉在TED演讲会上就概述了未来我们可以通过三维技术打印出肾脏以及其他内脏器官的畅想(图4)。这项技术通过X射线扫描病人身体数据，然后把数据上传到打印机，约7h就可以打印人造肾脏，从而解决肾源短缺。

省内及全国的发展趋势

四川省生物增材制造产业技术研究院落户成都高新区西部园区。这是国内首家3D生物打印研究院，是由四川蓝光英诺生物科技股份有限公司与四川大学华西医院联合建立，该院以做3D生物打印全球开拓者为目标，借助三大技术平台——“3D生物打印大数据与云计算平台”、“个性化医疗生物墨汁产业化技术平台”、“3D生物打印设备技术平台”，将开展3D生物打印新技术研发、产业转化以及全球创新人才培养。

三维打印技术正处在蓬勃兴起的阶段，3D 打印技术在生物医学工程中得到了广泛的应用，其应用以及发展现状表明：3D 打印在体外器官模型、组织工程与再生医学、个性化医疗以及新药研发等方面展现出广阔的应用前景。抓住生物材料及植入器械的三维打印技术新一轮发展浪潮，发展我国生物三维打印技术，对发展我国生物材料医疗器械产业步入国际先进水平具有十分重要的意义。当然，科学毕竟不是科幻，不论多么高端的科技都不能完美再现复杂的人类器官，但是我们有理由相信，3D生物打印在未来必然会引起医学史上的又一次革命，它必然会为人类带来巨大的福音。

完