医学研究者和药品供应商是最早探索 3D 打印技术可能性的人,他们最初的创新成果令人震惊。借助 3D 打印技术,医生和研究人员能够修复和复制人体,这在十年前还是无法想象的。同样,秘诀在于复杂度和定制。 比如说膝关节置换术。每年都有几十万人需要进行这项手术。一般情况下,手术是这样操作的:医生在病人的膝部开刀,把周围的皮肤往后固定。在他的助手那里有几块不同尺寸的替换物,可以换掉膝盖上病变或受损的部分。医生把这几块替换物拿到病人膝盖上比量,然后挑出最适合的那块。接着,医生把这块替换物装进病人膝盖,尽量使它贴合病人的身体。最后,医生缝合刀口,病人被送去接受物理治疗。 这样的手术存在不少问题。没有一件现成的替换膝盖能完全贴合病人的身体。植入物缺乏几何精度,而膝盖又在人体中发挥着复杂而精密的作用。膝盖是人体最大的关节,比肩膀更复杂,还要承受体重。很多替代膝盖因为不能很好地贴合人体,失去了支撑躯体的作用。有的还和膝盖其他部位以及大腿相互挤压。结果令很多病人手术后非常痛苦,不少人不得不再次开刀,希望找到更适合的替换物。 3D 打印为这些问题找到了新的解决办法。医生可以用 3D 技术扫描你的膝部,然后打印出一个精确的复制品 —— 不是现有替换物里最适合的一个,而是和要置换的膝盖分毫不差的复制品。植入这些 3D 打印替代膝盖的方法和先前一样,但病人术后的恢复情况要好得多。比起用现成的替换膝盖,他们住院恢复的时间缩短,痛苦减轻,术后初次下床活动的表现也要好得多。 用 3D 技术打印其他身体部位的替代物也同样取得了成功。它做出来的一些敏感部位替代物同样具备几何精度,性价比相当高。其中有能够完全契合的颅骨骨块,用来修复头部创伤。而且在 3D 打印的部位上还能做出错综复杂的沟槽,加强该部位与身体的融合。这些复杂的沟槽能使骨头围绕着 3D 打印的部位生长。另外, 3D 打印因为能够满足极高的设计复杂度,正被用于生产以前无法制造出的新的医疗用品。例如巴斯夫公司( BASF )正在为烧伤病人打印新的皮肤,不再依赖从身体别的部位移植皮肤。在 3D 打印出现之前,生产这些医学创新品不是完全不实际,就是根本不可能。 有时候,这些定制的 3D 打印人体部位还有一个优点:不仅性价比高,而且还比传统生产的替换物便宜得多。 2014 年,中佛罗里达大学( University of Central Florida )的研究人员为一名 6 岁男童打印了一件假肢。这个男孩右臂肘关节以下先天缺失。如果要购买传统生产的假肢,不仅他的家庭医疗保险不能报销,而且费用高达 40000 美元。而这仅仅只是一次的费用,今后的几十年里随着孩子不断长大,假肢需要不断换新。但 3D 打印的假肢只需 350 美元。 不可思议吧?可接着,更让人吃惊的事情发生了。研究人员把他们做出来的模型放到网上的开源文件里,希望其他人能对模型的设计进行改进。这完全打破了传统制造业的行规。从来没有药品生产企业会把原创的设计免费公布到网上。一年后,一位 3D 打印发烧友听说有个 7 岁的男孩需要一条手臂假肢,便决定为他设计一个,好让他戴上以后兴奋不已。他专门设计了一条跟《星球大战》里的卢克 · 天行者用的假肢一模一样的手臂。这条手臂的造价更便宜,只要 300 美元。一队《星球大战》中的帝国冲锋队员和其他的剧中角色把这条新手臂送到了小男孩手中。 在短短十几年的时间里, 3D 打印已经给医疗行业中的关键领域带来了巨大的改变。未来它的应用几乎没有界限,可能改善(或者挽救)亿万病人的生活(或生命)。没错,从某种程度上说, 3D 打印最早是为医药行业量身定制的,因为这个行业的产品开发预算和整体利润率都很高,也无须像生产一件《星球大战》主题的假肢那样组建新团队、提高知名度。但成就了这些奇迹的两个新的生产特点(自由设计、定制几乎零成本)却可以被应用于更加广泛的领域。 能够大量打印设计极其复杂的定制产品,这样的技术任何行业都需要。 请根据以上材料,回答以下问题。