3D打印可满足个性化产品需求
发布时间:
2026-04-19 18:43
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腾讯科【téng xùn kē】技讯2013年 5月【yuè】31日消息,首届世【shǒu jiè shì】界【jiè】3D打印技术产业产业大会于5月【yuè】29-31日在北京中国大饭店隆重举行。在会上【zài huì shàng】董事长刘青发表演讲,刘青表【liú qīng biǎo】示,3D打印能够很精【gòu hěn jīng】确的控【què de kòng】制支架孔隙的大小,可以做细胞培【xì bāo péi】养支架和可植【hé kě zhí】入的产品【pǐn】,这是目前【qián】3D打印的优势所在。
刘青称,3D打印更【dǎ yìn gèng】多的是看重个性化的应用,每个病【měi gè bìng】人的身高体重不一样【bú yī yàng】、每个器官大小也不一【yě bú yī】样【yàng】,个性化应用是大家非常看好的一个【de yī gè】领域。
以下董事长刘青演讲实录:
刘青:各位早上好!非常高兴有机会在这里跟大家谈一【jiā tán yī】下三维打印在生物各学方面的应用【de yīng yòng】。今天早【jīn tiān zǎo】上前面【shàng qián miàn】有三位教授已【jiāo shòu yǐ】经讲了【jīng jiǎng le】不少了,因为我是做企业的,根据我【gēn jù wǒ】的理解【de lǐ jiě】和我们的工作,再稍微【zài shāo wēi】做一点补充。
今天我主要介绍一下【shào yī xià】发展现状,然后再简单介绍一下【shào yī xià】我们公【wǒ men gōng】司主要做什么,我们公【wǒ men gōng】司的技【sī de jì】术和产【shù hé chǎn】品【pǐn】,最后根据这几【jù zhè jǐ】年我们在这方面的工作经验【zuò jīng yàn】谈一下现状和挑战【tiāo zhàn】,以及未【yǐ jí wèi】来的发展方向。
今天谈了很多,我们根据医学【jù yī xué】影像在临床上的应用【de yīng yòng】,很容易得到病【dé dào bìng】人软组织、应组织的【de】模型,比如说CT或MRI,经过在实验室进行三维图象重建【chóng jiàn】,可以在屏幕上【píng mù shàng】看到可视的【de】。现在大家知道很多三【hěn duō sān】维打印【wéi dǎ yìn】机,如果你有图象【yǒu tú xiàng】的【de】话,就可以输入这个文件【gè wén jiàn】,用三维打印【wéi dǎ yìn】机把它打印出来,医学方【yī xué fāng】面的三【miàn de sān】维重建【chóng jiàn】原理就是这样【shì zhè yàng】的【de】。
现在CT影像和MRI影像的发展给我们提【wǒ men tí】供了这个可能,以前没【yǐ qián méi】有这个东西,我们根【wǒ men gēn】本做不了这个。三维重建【jiàn】,根据目前的技【qián de jì】术水平,我们很容易把软组织、硬组织都重建【dōu chóng jiàn】出来,这里可以看【kě yǐ kàn】到,我们可以把骨骼和脊柱很容【zhù hěn róng】易的重建【jiàn】起来,如果你对这个病人的血管感兴趣的话,可以看【kě yǐ kàn】到这个【dào zhè gè】血管上【xuè guǎn shàng】放了支【fàng le zhī】架【jià】。你对心【nǐ duì xīn】脏感兴【zāng gǎn xìng】趣、对主动【duì zhǔ dòng】脉、肾脏感兴【zāng gǎn xìng】趣的话,现在都有技术把这些【bǎ zhè xiē】做出来【zuò chū lái】,这些都不是很大的问题。最难的一点在什么地方呢?你在三维重建【jiàn】的时候【de shí hòu】,如何进行重建【jiàn】?真实反【zhēn shí fǎn】映到体内的状【nèi de zhuàng】况就是【kuàng jiù shì】比较有挑战性【tiāo zhàn xìng】的一个问题。
这两张图片【zhāng tú piàn】大家也看到,左边这张三维【zhāng sān wéi】的【de】结构非常清楚,如果你采用了【cǎi yòng le】不适当的【de】方法,或者技术不够好【hǎo】,就得到【jiù dé dào】右边这【yòu biān zhè】种情况。所以说,如果你在进行三维重【sān wéi chóng】建的【de】时候【hòu】,不小心【bú xiǎo xīn】得到了右边这【yòu biān zhè】张图片【zhāng tú piàn】,那么得【nà me dé】出来的【de】模型【xíng】就不是真实的【de】模型【xíng】,我们在工作中经常遇【jīng cháng yù】到这样一个问题,就是如何保证【hé bǎo zhèng】三维重【sān wéi chóng】建跟体内的【de】真实环境是一样【shì yī yàng】的【de】,需要有一定的【yī dìng de】技术。
目前,三维打【sān wéi dǎ】印【yìn】技术已经很【yǐ jīng hěn】多种了,有了图【yǒu le tú】像你就【xiàng nǐ jiù】可以用三维打【sān wéi dǎ】印【yìn】技术把模型打印【yìn】出来【lái】,像3DP、SLS、SL、FDM,刚才几【gāng cái jǐ】位教授都讲到【dōu jiǎng dào】过,生物打印【yìn】,我怎么打印细【dǎ yìn xì】胞【bāo】,采用的明胶、光固化【guāng gù huà】的方法结合起来【lái】,主要特点就是我可以【wǒ kě yǐ】把细胞【bāo】打印【yìn】出来【lái】,在体外作为工程的脏器。
现在最多的应【duō de yīng】用解决【yòng jiě jué】用三维打印制【dǎ yìn zhì】作病理模型【mó xíng】,比如说【bǐ rú shuō】大夫要开刀了,想在开刀之前【dāo zhī qián】做一个手术方案,尽管CT模型【mó xíng】、CT扫描也能有一个大概的印象【de yìn xiàng】,但还是不如你手里有一个真【yī gè zhēn】实的模【shí de mó】型这么便利【biàn lì】,所以它也应用于病理模型【mó xíng】制作。
从去年开始,三维打印特别【yìn tè bié】热,最近也有报告,它可以【tā kě yǐ】在体【tǐ】外把人的肝脏打印出来【yìn chū lái】,在做肝移植的时候【shí hòu】,我事先把肝脏模型打【mó xíng dǎ】出来【lái】的话,根据这个模型【gè mó xíng】的大小【de dà xiǎo】,寻找合【xún zhǎo hé】适的供【shì de gòng】体【tǐ】,充分做【chōng fèn zuò】好手术前的【shù qián de】规划。还可以把【kě yǐ bǎ】心脏打印出来【yìn chū lái】,根据数据,可以把【kě yǐ bǎ】所有的器官通过三维打印出来【yìn chū lái】,做好手术前的【shù qián de】规划和方案的【fāng àn de】设计。
最近【zuì jìn】,美国一家公司叫【sī jiào】Ofard Performance Materials做了颅骨的【de】修复,非常成功。另外在欧洲【ōu zhōu】,有个公司叫【sī jiào】LayerWise,这家公【zhè jiā gōng】司首次【sī shǒu cì】用激光烧结的【de】技术,用钛合【yòng tài hé】金做了将下颚的【de】一个关节植入到人【rù dào rén】体。这是在【zhè shì zài】3D打印领域【lǐng yù】比较著名的【de】两个例【liǎng gè lì】子【zǐ】。3D打印更多的【de】大家是看【jiā shì kàn】重个性化的【de】应用,每个病人的【de】身高体重【gāo tǐ chóng】不一样【bú yī yàng】、每个器官大小【guān dà xiǎo】也不一样【bú yī yàng】,个性化应用是大家非常看好【cháng kàn hǎo】的【de】一个领域【lǐng yù】。还有口腔牙齿,每个病人都是不一样【bú yī yàng】的【de】。
组织工【zǔ zhī gōng】程器官,根据美国联合器官共享机构的统计,目前至少有【shǎo yǒu】113万的患者在等待器官移植【yí zhí】,但是器【dàn shì qì】官非常少,但只有1%—2%的供体能够适【néng gòu shì】合做器【hé zuò qì】官的捐赠,能够植入到病【rù dào bìng】人的体内,并不是说每一个死亡病人的【bìng rén de】器官都能用,所以很多病人在痛苦【zài tòng kǔ】的等待中因为等不到器官而【qì guān ér】死亡。所以,这两年组织工【zǔ zhī gōng】程和再生医学工程的发展非【fā zhǎn fēi】常快,如果将来有一【lái yǒu yī】天【tiān】,心脏移植【yí zhí】的病人,我事先在体外【zài tǐ wài】培养了【le】很多的心脏【de xīn zāng】,你大号【nǐ dà hào】的、中号的【zhōng hào de】、小号的,植入进【zhí rù jìn】去就好了【le】。最著名【zuì zhe míng】的就是【de jiù shì】体外膀【tǐ wài bǎng】胱的培养。还有就【hái yǒu jiù】是08年小鼠【nián xiǎo shǔ】的心脏【de xīn zāng】培养试验。
康乃尔【kāng nǎi ěr】大学也在打印【zài dǎ yìn】耳朵,甚至想打印椎间盘【zhuī jiān pán】,因为椎间盘【zhuī jiān pán】的损伤是非常严重的,由于人【yóu yú rén】们长期的办公室工作,椎间盘【zhuī jiān pán】容易突出,这也是非常严重的一个疾病【gè jí bìng】。所以,才想用组织工程的方法【fǎ】,用细胞【yòng xì bāo】打印出椎间盘【zhuī jiān pán】,在体外培养以【péi yǎng yǐ】后植入【hòu zhí rù】到病人体内【tǐ nèi】,从来替【cóng lái tì】代病人【dài bìng rén】病变的椎间盘【zhuī jiān pán】,这是一种很好的想法【fǎ】,目前还【mù qián hái】处于刚刚开始试验的阶段。所以,目前我们知道【men zhī dào】这个领域发展得非常快【kuài】,因为它【yīn wéi tā】潜在的能够解决现代【jué xiàn dài】人面临的很多【de hěn duō】健康方面的问【miàn de wèn】题。
简单介【jiǎn dān jiè】绍一下【xià】我们3D支架有两个系列,一种是【yī zhǒng shì】聚苯乙【jù běn yǐ】烯,我想简【wǒ xiǎng jiǎn】单介绍【dān jiè shào】一下三【yī xià sān】维打印技术给我们带来的最大好处,你可以设计这个结构。这是一个四层【gè sì céng】的聚苯乙【jù běn yǐ】烯结构,每层用不同的颜色表示,第一层和第三层的排【céng de pái】列正好【liè zhèng hǎo】错开位【cuò kāi wèi】了,第二和第四层【dì sì céng】也是错开位【cuò kāi wèi】了,聚苯乙【jù běn yǐ】烯材料本身是【běn shēn shì】透明的【tòu míng de】材料,从上往下看【xià kàn】可以看到四种颜色,什么意思呢?我们知道【dào】,你如果【nǐ rú guǒ】用不透明的【tòu míng de】材料做支架的话,你在显【nǐ zài xiǎn】微镜下【xià】观察,很难看【hěn nán kàn】到细胞在里面生长的情况,就是我细胞种进去以【jìn qù yǐ】后,养到什么程度,死了没【sǐ le méi】有,长得什【zhǎng dé shí】么样,你根本不知道【dào】。我们现在用了【zài yòng le】聚苯乙【jù běn yǐ】烯的培养皿【yǎng mǐn】,有一个巨大的优点就【yōu diǎn jiù】是你可以随时【yǐ suí shí】拿出来在光学显微镜【xiǎn wēi jìng】下看【xià kàn】,如果对它的生【tā de shēng】长不满【zhǎng bú mǎn】意的话,可以放进去让它继续生长。我们设【wǒ men shè】计了这种聚苯乙【jù běn yǐ】烯支架结构,就可以让你做【ràng nǐ zuò】同样的【tóng yàng de】事情,你可以在光学显微镜【xiǎn wēi jìng】下【xià】,通过调节聚焦的平台,可以一层一层【céng yī céng】看,这是非常独特的设计,只有【zhī yǒu】3D打印可以做到【yǐ zuò dào】这一点【zhè yī diǎn】。
我们知道细胞在支架【zài zhī jià】上生长它可以【tā kě yǐ】受到孔隙率的影响【yǐng xiǎng】、孔的大【kǒng de dà】小的影【xiǎo de yǐng】响,所以【suǒ yǐ】现在有很多人自【duō rén zì】己在做组织工程支架【zhī jià】,孔是不一样的、海绵状【hǎi mián zhuàng】的各种各样的孔的结构,没有办法做统【fǎ zuò tǒng】一的比【yī de bǐ】较。所以【suǒ yǐ】,美国国【měi guó guó】立标准研究院把市面上所有的支架【de zhī jià】都拿来做了筛选,最后选【zuì hòu xuǎn】定了【dìng le】3D打印做出来的支架【de zhī jià】,作为标准的组织工程参比支架【zhī jià】。
我们用【wǒ men yòng】3D打印技术制作可修复的血管支架,另外还【lìng wài hái】有一个最大的领域就是可吸收支架【shōu zhī jià】,我国大【wǒ guó dà】概有将【gài yǒu jiāng】近一亿人有糖尿病,这些病人要么做搭桥,要么就是放一个支架,现在国际上很【jì shàng hěn】多公司都在做【dōu zài zuò】可吸收之际方【zhī jì fāng】面的研【miàn de yán】究【jiū】,我们都不用做管子【guǎn zǐ】,直接用3D打印来【dǎ yìn lái】做,这方面我们已【wǒ men yǐ】经有专利了。
另外,就是3D打印在【dǎ yìn zài】组织工【zǔ zhī gōng】程上有很多应用【yòng】,比如说对血管【xuè guǎn】组织工【zǔ zhī gōng】程,很多病人放血管【xuè guǎn】支架解决不了问题,他需要搭桥,有些情【yǒu xiē qíng】况还比【kuàng hái bǐ】较搭桥【jiào dā qiáo】,搭桥的话【huà】,你就需要从身体别的【tǐ bié de】部分取【bù fèn qǔ】小一根血管【xuè guǎn】。组织工【zǔ zhī gōng】程就是【chéng jiù shì】要解决这个问题,就是我能不能在体外培养出一段血【yī duàn xuè】管,你需要搭桥的话【huà】,不需要从别的部分取【bù fèn qǔ】静脉【jìng mò】
我们现【wǒ men xiàn】在面临的挑战是什么【shì shí me】呢?我们现【wǒ men xiàn】在的现状【zhuàng】,包括我们讲的【men jiǎng de】例子,包括我们公司【men gōng sī】的产品【pǐn】,我们3D打印能【dǎ yìn néng】够解决一些目前解决不了的【bú le de】问题【wèn tí】,比如说一些个性化产品【pǐn】,3D打印能【dǎ yìn néng】够很精确的控制支架孔隙的大小,可以做细胞培【xì bāo péi】养支架和可植入的产【rù de chǎn】品【pǐn】,这是目前3D打印的优势所【yōu shì suǒ】在。问题【wèn tí】在什么地【shí me dì】方【fāng】?应用范围还不够广【gòu guǎng】,昨天听【zuó tiān tīng】了一些【le yī xiē】报告,就是说【jiù shì shuō】3D打印还【dǎ yìn hái】不是一个替代性的技【xìng de jì】术,只适用【zhī shì yòng】于个性化的产品【pǐn】,大规模化的生产成本最低,所以这是我们现【wǒ men xiàn】在面临的问题【wèn tí】。
另外【lìng wài】,3D打印技术现在还比较慢,稍微打印大一【yìn dà yī】点的东西比较费时间,有时候成本自然就会【rán jiù huì】高【gāo】。另外【lìng wài】,你要是做个性化的植【huà de zhí】入,你做临床实验的时候,每个人【měi gè rén】病人植入的产品大小不一样,临床方案设计时,样本怎【yàng běn zěn】么统计【me tǒng jì】,这都是现在面【xiàn zài miàn】临的问题【tí】,我们下面还需要进行【yào jìn háng】进一步【jìn yī bù】探讨【tàn tǎo】。
未来的发展方向,目前我们现在有什么问题【wèn tí】,我们就需要解【xū yào jiě】决这些问题【wèn tí】。所以说,我们希望将来【wàng jiāng lái】有了这种需求,技术就会发展,进一步【jìn yī bù】提高我们3D打印的速度,带来我们成本的下降。希望我【xī wàng wǒ】们将来【men jiāng lái】应用领域的发展、规模化【guī mó huà】的扩大,现在举【xiàn zài jǔ】一个简单的例子,血管支架这个【jià zhè gè】东西应【dōng xī yīng】该每年【gāi měi nián】是几十亿的规【yì de guī】模的市场【chǎng】,如果这【rú guǒ zhè】个东西【gè dōng xī】能够成【néng gòu chéng】功的话,对我们3D打印会【dǎ yìn huì】带来一个非常正面的影响。
3D打印必【dǎ yìn bì】须在医学方面必须是多学科【duō xué kē】的合作【de hé zuò】,我们刚才看到【cái kàn dào】了,影像科【yǐng xiàng kē】学的发展【zhǎn】、计算机【jì suàn jī】数据处【shù jù chù】理、机电,我们现在现有的一些3D打印机是满足不了要【bú le yào】求的【qiú de】,比如说【bǐ rú shuō】我们公【wǒ men gōng】司机器【sī jī qì】完全是自己做【zì jǐ zuò】的,需要你需要有【xū yào yǒu】机电方面的人才,还需要懂材料【dǒng cái liào】,所以多学科【duō xué kē】、交叉学科的合作【de hé zuò】,必须有【bì xū yǒu】合作才【hé zuò cái】能走得更远,未来最重要的一点就是材料加工工艺的发【yì de fā】展【zhǎn】,适合于【shì hé yú】3D打印新材料,能够打印出来直接植入到人体的一些新材料,比如现【bǐ rú xiàn】在我们【zài wǒ men】用的聚乳酸材料还不【liào hái bú】是最好的,今后是不是能打印更好的材料都在研究过程中。比如说【bǐ rú shuō】我们做【wǒ men zuò】出来一个肌肉的形状【de xíng zhuàng】、心脏的形状【de xíng zhuàng】,摸起来能像肌【néng xiàng jī】肉和心脏,目前还【mù qián hái】做不到,这些都【zhè xiē dōu】是我们未来要解决的问题。
时间关系,我就简【wǒ jiù jiǎn】单介绍到这儿,谢谢大【xiè xiè dà】家【jiā】!
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