近年来随着全球不断掀起的“3D打印”浪潮，3D打印可以说在医疗领域得到了突飞猛进的发展。

3D打印器官模型已经成为了实实在在可用的工具，应用3D打印胸廓、胡桃夹综合征、颅骨等都被真实应用在了医学上。3D打印在医疗模型、假肢、手术导板、颅骨、颈椎人工椎体、人造器官、人工关节以及3D打印细胞和3D打印药品等方面应用前景可观，实用性、可替代性都极具优势。

目前，3D打印技术的应用确实得到了临床的认可。北京大学第三医院骨科主任刘忠军曾表示：“3D打印可以使原来无计可施的疑难疾病，找到治疗办法，已有治疗方法的，得到进一步改进，从而提高治疗效果。”

因此，医疗个性化定制的发展十分必要。外科医生通过这些器官模型进行手术前的模拟练习，从而制定出个性化手术方案，避免出现一些突发状况。同时，治疗可以做到“私人定制”，而且规避了不必要的手术开口，可大大提高患者的恢复质量，加快愈合时间。

虽然3D打印医疗器械是一项医疗器械领域的新技术、新革新，但是作为新技术难免会存在一些问题。未来医疗行业会往两个方面分化，一是出现高质量的大型医疗企业，二是在行业中有创新、有革新的企业，而3D打印技术的应用就是一次革新。值得肯定的是，3D打印医疗器械势必会成为整个行业中的一大分支，受到越来越多的企业和医院的重视。

根据市场研究机构（Future Market Insights）调查统计，全球3D打印医疗器械市场2016年预计将达到2．796亿美元，并在未来10年复合年增长率（CAGR）为17.5％。而据市场研究公司IQ4IResearch＆Consultancy发布的最新分析报告，称到2022年，全球医疗3D打印市场规模将达到38.9亿美元（约合260亿人民币）。

在2016年高速发展的推动下，2017年医疗3D打印的发展将井喷的形式发展，这也预示着医疗3D打印元年的到来！！！

3D打印

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

医学领域

3D打印肝脏模型

日本筑波大学和大日本印刷公司组成的科研团队2015年7月8日宣布，已研发出用3D打印机低价制作可以看清血管等内部结构的肝脏立体模型的方法。据称，该方法如果投入应用就可以为每位患者制作模型，有助于术前确认手术顺序以及向患者说明治疗方法。

这种模型是根据CT等医疗检查获得患者数据用3D打印机制作的。模型按照表面外侧线条呈现肝脏整体形状，详细地再现其内部的血管和肿瘤。

由于肝脏模型内部基本是空洞，重要血管等的位置一目了然。据称，制作模型需要少量价格不菲的树脂材料，使原本约30万至40万日元(约合人民币1.5万至2万元)的制作费降到原先的三分之一以下。

利用3D打印技术制作的内脏器官模型主要用于研究，由于价格高昂，在临床上没有得到普及。科研团队表示，他们一方面争取到2016年度实现肝脏模型的实际应用，另一方面将推进对胰脏等器官模型制作技术的研发[20]  。

3D打印头盖骨

2014年8月28日，46岁的周至农民胡师傅在自家盖房子时，从3层楼坠落后砸到一堆木头上，左脑盖被撞碎，在当地医院手术后，胡师傅虽然性命无损，但左脑盖凹陷，在别人眼里成了个“半头人”。

除了面容异于常人，事故还伤了胡师傅的视力和语言功能。医生为帮其恢复形象，采用3D打印技术辅助设计缺损颅骨外形，设计了钛金属网重建缺损颅眶骨，制作出缺损的左“脑盖”，最终实现左右对称。

医生称手术约需5至10小时，除了用钛网支撑起左边脑盖外，还需要从腿部取肌肉进行填补。手术后，胡师傅的容貌将恢复，至于语言功能还得术后看恢复情况。 

3D打印脊椎植入人体

2014年8月，北京大学研究团队成功地为一名12岁男孩植入了3D打印脊椎，这属全球首例。据了解，这位小男孩的脊椎在一次足球受伤之后长出了一颗恶性肿瘤，医生不得不选择移除掉肿瘤所在的脊椎。不过，这次的手术比较特殊的是，医生并未采用传统的脊椎移植手术，而是尝试先进的3D打印技术。[22] 

研究人员表示，这种植入物可以跟现有骨骼非常好地结合起来，而且还能缩短病人的康复时间。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周围的骨骼结合在一起，所以它并不需要太多的“锚定”。此外，研究人员还在上面设立了微孔洞，它能帮助骨骼在合金之间生长，换言之，植入进去的3D打印脊椎将跟原脊柱牢牢地生长在一起，这也意味着未来不会发生松动的情况。

3D打印手掌治疗残疾

2014年10月，医生和科学家们使用3D打印技术为英国苏格兰一名5岁女童装上手掌。

这名女童名为海莉·弗雷泽，出生时左臂就有残疾，没有手掌，只有手腕。在医生和科学家的合作下，为她设计了专用假肢并成功安装。

3D打印心脏救活2周大先心病婴儿

2014年10月13日，纽约长老会医院的埃米尔·巴查博士(Dr.Emile Bacha)医生就讲述了他使用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿的故事。这名婴儿患有先天性心脏缺陷，它会在心脏内部制造“大量的洞”。在过去，这种类型的手术需要停掉心脏，将其打开并进行观察，然后在很短的时间内来决定接下来应该做什么。

但有了3D打印技术之后，巴查医生就可以在手术之前制作出心脏的模型，从而使他的团队可以对其进行检查，然后决定在手术当中到底应该做什么。这名婴儿原本需要进行3-4次手术，而现在一次就够了，这名原本被认为寿命有限的婴儿可以过上正常的生活。

巴查医生说，他使用了婴儿的MRI数据和3D打印技术制作了这个心脏模型。整个制作过程共花费了数千美元，不过他预计制作价格会在未来降低。

3D打印技术能够让医生提前练习，从而减少病人在手术台上的时间。3D模型有助于减少手术步骤，使手术变得更为安全。

2015年1月，在迈阿密儿童医院，有一位患有“完全型肺静脉畸形引流(TAPVC)”的4岁女孩Adanelie Gonzalez，由于疾病她的呼吸困难免疫系统薄弱，如果不实施矫正手术仅能存活数周甚至数日。

心血管外科医生借助3D心脏模型的帮助，通过对小女孩心脏的完全复制3D模型，成功地制定出了一个复杂的矫正手术方案。最终根据方案，成功地为小女孩实施了永久手术，现在小女孩的血液恢复正常流动，身体在治疗中逐渐恢复正常。

3D打印制药

2015年8月5日，首款由Aprecia制药公司采用3D打印技术制备的SPRITAM（左乙拉西坦，levetiracetam）速溶片得到美国食品药品监督管理局（FDA）上市批准，并将于2016年正式售卖。这意味着3D打印技术继打印人体器官后进一步向制药领域迈进，对未来实现精准性制药、针对性制药有重大的意义。该款获批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知识产权的ZipDose3D打印技术。

通过3D打印制药生产出来的药片内部具有丰富的孔洞，具有极高的内表面积，故能在短时间内迅速被少量的水融化。这样的特性给某些具有吞咽性障碍的患者带来了福音。

这种设想主要针对病人对药品数量的需求问题，可以有效地减少由于药品库存而引发的一系列药品发潮变质、过期等问题。事实上，3D打印制药最重要的突破是它能进一步实现为病人量身定做药品的梦想。

3D打印胸腔

最近科学家们为传统的3D打印身体部件增添了一种钛制的胸骨和胸腔—3D打印胸腔。

这些3D打印部件的幸运接受者是一位54岁的西班牙人，他患有一种胸壁肉瘤，这种肿瘤形成于骨骼、软组织和软骨当中。医生不得不切除病人的胸骨和部分肋骨，以此阻止癌细胞扩散。

CSIRO公司根据病人的CT扫描设计并制造所需的身体部件。工作人员会借助CAD软件设计身体部分，输入到3D打印机中。手术完成两周后，病人就被允许离开医院了，而且一切状况良好。

3D血管打印机

2015年10月，我国863计划3D打印血管项目取得重大突破，世界首创的3D生物血管打印机由四川蓝光英诺生物科技股份有限公司成功研制问世。

该款血管打印机性能先进，仅仅2分钟便打出10厘米长的血管。不同于市面上现有的3D生物打印机，3D生物血管打印机可以打印出血管独有的中空结构、多层不同种类细胞，这是世界首创。

医学领域十大3D打印趋势

3D打印技术已经有几十年的历史了，但直到桌面级3D打印设备问世，才让大众真正知道3D打印技术的存在。如今，3D打印机随处可见，在各行各业都正在获得广泛应用。特别在医学领域，3D打印技术创造了诸多令人赞叹的成就，也正在以其非凡的能力去改造未来的医疗产业。

据了解，3D打印现在已经被用在打印药品，医疗设备，针对患者的解剖学模型以及生物组织等多个方向。医学专家们也都陆续开始将这门高效且极具个性化的新科技应用于自己的医学实践当中，以提高医疗服务的水平。因此，我们列出了十大3D打印医学革新的案例，用以展现当今医学领域3D打印水平。

1.骨骼模型

过去，医学专家们都是通过制作平面解剖图和扫描图来诊断患者的健康状况。如今，通过3D打印，医生们能够通过分析患者独特的MRI和CT扫描图来打印骨骼的三维模型。而在整形外科中，医生可以通过打印复杂的三维骨骼模型来进行术前实践，同时也可以利用该模型让患者对手术有更为清晰的认识。而在这些案例中，3D打印集中体现了其高效率的优势，速度非常关键，一般的桌面级3D打印机都能够在几小时内完成模型的制作。而这些骨骼模型一般都是通过一种生物可降解材料-PLA来进行打印。不仅如此，模型还可以进一步缩小比例，让模型制作速度进一步加快。

2.肾脏模型

从新闻中我们曾经看到过，杜兰大学泌尿外科的一个医学研究小组曾经在一个高难度的肿瘤切除手术中，利用3D打印技术制作了高精度的肾脏模型。这些模型是利用SLA 3D打印技术，以树脂作为材料，清晰的展示出肿瘤的生长位置。其用途主要是让患者自己清晰的了解到自己的病症，以便于双方能够更好的合作来完成手术。

3.未出生的婴儿

虽然这并不是严格意义上的医学应用，但3D打印确实从很大程度上帮助了未来的父母亲们，让他们能够在婴儿出世前更清晰的看到婴儿的各项特征。通过超声波扫描获得婴儿的特征数据模型，然后将其转换为3D打印格式模型文件。然后就可以利用PLA做材料来3D打印出婴儿的精细模型，让父母能够提早看到自己的孩子。

4.药片

首个通过FDA检测的3D打印药片叫做Spritam，在今年5月正式上市。这种药片是由位于美国宾夕法尼亚州兰霍恩的Aprecia Pharmaceuticals公司使用改进型3D打印技术开发的，该技术原是由MIT开发，设计目的是制造速溶性产品。药片通过反复扩散由药物粉末结合水溶性粘合剂的使用制成，在该公司的测试中在仅仅4秒多的时间内就完全溶解了。这种Levetiracetem(左乙拉西坦)是一种口服药物，可作为各种癫痫疾病的儿童和成人处方治疗的一部分。

虽然现在3D打印药片还没有得到广泛的应用，但它却是未来医药学制造的开端。未来还将会有更多的药片通过3D打印技术进行研发制造。而且医药学研究者还会通过分析各种病人的病征，并利用算法和软件来开发新的药物成分，针对体重，性别，肝功能以及其他各项指标来3D打印特效药物。

5.牙科指南

在牙科植入手术当中，牙科医生们通常需要针对牙钻的具体位置做出准确的判断。现在，FDA的一种新型的牙科部件，叫做Dental SG。能够让牙科医生们在植入手术中针对牙钻的位置做出最精准的决策。这款新部件是利用挠性树脂，通过3D打印技术制作，能够完美的嵌合于患者的牙齿3D打印模型之上。这种方法不仅提高了手术精准度和效率，而且加快了患者的恢复期，可谓两全其美。

6.医疗自动缝合设备

Suture是一款正在实验当中的新型手持式自动缝合设备。由英国皇家波普顿医院的专家AlexBerry与他的同事们共同设计，这款设备配备了3D打印的树脂部件，能够被用于多种需要医学缝合技术的场合。

7.假肢

对于机器人领域来说，3D打印的假肢是一个非常激动人心的发展方向。OpenBionics公司最初创造了开源的3D打印假肢，而且在众多公益医疗项目中投入应用。另一个组织你或许也听过，叫做e-Nabling the Future，他们允许3D打印机的使用者们能够下载开源的3D打印假肢模型，并打印出各个部件用来帮助那些残疾人士。

8.肿瘤模型

如今，3D生物打印已成为整个3D打印产业当中发展最快的领域之一，很多机构曾预测其市场将在2024年突破60亿美元。现在，来自爱丁堡的赫瑞瓦特大学一个研究小组正通过3D打印来制作具有生物活性的脑补肿瘤。该团队将使用患者肿瘤中的干细胞为材料来进行打印，以此来持续研究肿瘤的生长过程。他们希望利用3D打印的肿瘤来测试各种新型药物的疗效，以便研究出新的肿瘤治疗方法。

9.甲状腺

Vladimir Mironov博士来自于一家刚刚起步的3D生物打印公司，他之前顺利通过3D打印技术制作出了具有生物活性的甲状腺并成功植入了小鼠的体内。这项研究成果为生物器官3D打印领域的开辟了一条新的道路，这之前仅仅在科幻小说中提到过。

10.耳植入

最近，由普林斯顿大学和约翰霍普金斯大学的研究团队成功3D打印出了具有“超能力”的人耳，这只耳朵可以“听”到超越人类听力范围的无线频率。这项技术是通过将掺有牛细胞的凝胶状液体以及微小的银粒送入打印机，打印机经过特殊程序设计，将这些材料塑造为仿生耳朵，并将银粒做成螺旋状天线的形状。

这只人造耳具备了人耳所拥有的软骨结构，而安置在耳朵内部的旋转天线则可以组成耳蜗螺旋。这样，它就帮助听觉神经末梢有问题的患者重新恢复或提高听力能力。这项技术的问世，为未来的生物和纳米电子等领域创造了新的可能。

结语：以上的十大案例仅仅是快速发展的医学3D打印中的冰山一角，还有更多令人惊讶的3D打印医学应用正在处于低调的研究阶段。