3D打印心脏

应用3D打印技术实施人类器官仿制的成果

“3D打印心脏”是应用3D打印技术实施人类器官仿制的又一成果。该3D打印心脏可用于心脏解剖的副本，对于练习复杂的心脏手术大有裨益。

简介

3D打印的飞机、枪支和化石骨骼已经变为现实，但科学家最近利用3D打印技术打印了第一份真实人类的心脏。该3D打印心脏样本是由塑料制成，是患有不寻常并发症病人的心脏的精确解剖副本。

美国华盛顿国家儿童医学中心的儿科心脏病专家劳拉·奥利弗瑞（Laura Olivieri）手中握着的正是3D打印心脏。劳拉表示心脏副本对于练习复杂手术来说是非常理想的对象，它使得手术外科医生能够看清他们要进行手术的精确解剖情景。

发展

2014年全球3D打印产业规模突破了300亿元，中国约占据1/10，预计到2020年，全球3D产业规模有望突破2000亿元。在政策利好之下，中国3D打印未来前景美好。不过，全球3D打印产业正在经历技术、材料与应用的发展瓶颈，中国也不例外。因此发展3D打印产业，国内企业仍旧需要努力提高3D打印水平。

2019年4月15日，以色列特拉维夫大学研究人员宣布，他们成功以病人自身的组织为原材料，3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏，这在全球尚属首例。

2024年，大连理工大学机械工程学院赵丹阳教授课题组和美国内华达大学雷诺分校机械工程系Yifei Jin课题组等团队合作，针对多尺度复杂组织/器官体外精准制造这一长期困扰生物打印领域的难题，提出了多尺度浸入式打印策略（Multiscale Embedded Printing，MSEP），实现了多尺度人体组织和器官的体外制造，从而有效验证了MSEP技术在构建复杂人体组织和器官方面的巨大潜力。该研究成果以“工程人体组织和器官等效物的多尺度浸入式打印”（Multiscale embedded printing of engineered human tissue and organ equivalents）为题发表于美国国家科学院官方学术期刊《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences ，PNAS）。

应用

要实现3D打印心脏，必须先输入单个病人计算机控制x线体层扫描术或超声波扫描获得的二维数据，这使得打印机能够逐层建立复制样本层。医院正在制定欲采用3D打印技术的早期计划。近期美国纽约康奈尔大学的研究学者3D打印了一只人工耳朵，并向其植入了来自奶牛的细胞进行培育。此外，还有研究人员获得了世界上第一个3D打印肝脏。

前景

近日，美国一家儿童医院的先天性心脏病专家通过将CT(计算机断层扫描)和3DTEE(3D经食道超声心动图)两种技术结合在一起，成功地打印出了更为精确的3D打印模型，随着医学的发展，3D打印心脏模型已经从前沿技术变得普及，不过提高对心脏结构和特征的可视化水平仍旧是医学界致力研究的领域。

这项模型是可视化医疗的重大飞跃，其能为心脏病医生与外科专家带来便利，更好地提高诊断能力，因而引发了业界广泛热议，这也使得3D打印的概念再次受到人们关注。不久前，OFweek3D打印网曾经报道了一个医疗业里程碑式的案例，一位美国的医学手术专家成功利用3D打印技术模拟脾动脉血管来拯救垂死病人的例子。可以预见，随着3D打印在医疗行业的不断引入，这将极大的改变以往传统医疗方式，转为依靠科技手段来实施更加精准，风险更小的高难度手术，无疑这是不光是对传统医疗的极大辅助。

而3D打印技术又名快速成型技术，它以数字模型文件为基础，能用特殊的材料通过逐层打印的方式快速构造物体结构。珠宝设计、医疗设备与汽车制造等是3D打印产业应用最多的领域。

此时正值我国制造业转型升级，发力智能制造的关键时刻。与传统制造相比，3D打印具备更高的精准度与生产效率，自动化生产降低了人力成本，且有效减少制造过程中的垃圾与二氧化碳，对环境有积极影响。在我国《中国制造2025》纲领文件稳步推进的背景下，3D打印作为自动化生产的一种，正被视为工业制造的未来，并将成为高端制造业的重要代表。

据国家3D打印产业研究院提供的《2015-2020年中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》显示，目前全球共有200余家3D打印公司，中国占据了其中100多家。

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