3D 打印医疗领域：定制患者治疗

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  量子运行远见
• 2022 年 1 月 6 日

洞察总结

三维 (3D) 打印已从工程和制造领域的早期用例发展到在食品、航空航天和健康领域找到有价值的应用。 在医疗保健领域，它可以通过患者特定的器官模型来改进手术计划和培训，从而提高手术效果和医学教育。 使用 3D 打印的个性化药物开发可以改变药物处方和消费，而医疗设备的现场生产可以降低成本并提高效率，使服务不足的地区受益。 

医疗行业背景下的 3D 打印 

3D打印是一种制造技术，可以通过将原材料分层来创建三维物体。 自 1980 年代以来，该技术已在工程和制造领域的早期用例之外进行了创新，并已转向食品、航空航天和卫生领域同样有用的应用。 尤其是医院和医学研究实验室，正在探索 3D 技术的新用途，用于治疗身体损伤和器官置换的新方法。

在 1990 年代，3D 打印最初被用于牙科植入物和定制假肢的医疗领域。 到 2010 年代，科学家们最终能够从患者的细胞中生成器官，并用 3D 打印框架支持他们。 随着技术的进步以适应越来越复杂的器官，医生开始开发没有 3D 打印支架的微型功能性肾脏。 

在假肢方面，3D 打印可以产生适合患者解剖结构的输出，因为它不需要模具或几件专业设备。 同样，3D 设计可以快速更改。 颅骨植入物、关节置换和牙齿修复是一些例子。 虽然一些大公司生产和销售这些产品，但床旁制造在住院护理中使用了更高程度的定制化。

破坏性影响

创建患者特定器官和身体部位模型的能力可以显着增强手术计划和培训。 外科医生可以使用这些模型来练习复杂的手术，从而降低实际手术期间出现并发症的风险。 此外，这些模型可以作为教育工具，为医学生提供学习人体解剖学和外科技术的实践方法。

在制药领域，3D 打印可能会促进个性化药物的开发。 该技术可以根据个人的特定需求生产药丸，例如将多种药物组合成单一药丸或根据患者独特的生理机能调整剂量。 这种程度的定制可以提高治疗效果和患者依从性，有可能改变药物的处方和服用方式。 然而，这需要仔细的监管和监督，以确保安全性和有效性。

3D 打印在医疗领域的整合可能会对医疗保健经济和政策产生重大影响。 现场生产医疗设备和用品的能力可以减少对外部供应商的依赖，从而可能节省成本并提高效率。 这对于偏远或服务欠缺的地区尤其有利，因为这些地区获得医疗用品可能具有挑战性。 政府和医疗保健组织在制定未来医疗保健服务的政策和战略时可能需要考虑这些潜在的好处。

3D打印对医疗领域的影响

3D 打印在医疗领域的更广泛影响可能包括：

• 更快地生产更便宜、更耐用且为每位患者量身定制的植入物和修复体。 
• 通过允许学生使用 3D 打印器官进行手术来改进医学生培训。
• 通过允许外科医生使用他们将要手术的患者的 3D 打印复制器官进行手术，改进了手术准备。
• 随着蜂窝 3D 打印机获得输出功能器官的能力（2040 年代），消除了延长的器官更换等待时间。 
• 消除大多数假肢作为蜂窝 3D 打印机获得了输出功能性替换手、手臂和腿的能力（2050 年代）。 
• 增加个性化假肢和医疗设备的可及性，为残疾人提供帮助，促进包容性并提高他们的生活质量。
• 确保医疗保健中 3D 打印的安全性、有效性和道德使用的监管框架和标准，在促进创新和保护患者福祉之间取得平衡。
• 针对与年龄相关的健康问题的定制解决方案，例如骨科植入物、牙齿修复和辅助设备，满足老年人的特定需求。
• 生物医学工程、数字设计和3D打印技术开发方面的工作机会。
• 通过优化材料使用、最大限度地减少大规模生产的需求并实现按需生产，减少浪费和资源消耗。

需要考虑的问题

• 3D 打印还能如何用于改善健康状况？
• 针对 3D 打印在医疗领域应用的增加，监管机构应采用哪些安全标准？