3D打印從開始運用於汽車和航天等製造業，到近幾年應用於醫療行業，打印出組織器官，並且協助完成手術，3D打印可謂改變了生產觀念。在醫療行業，3D打印人造肝臟組織、3D打印人造耳、3D打印牙冠等出現在人們的視野裏，3D打印爲器官移植提供了多一種可能，給醫療行業帶來了新的希望。
Nature Biotechnology雜誌在線發表一篇文章，文章中，研究人員揭示了一種新型的3D打印技術——Integrated Tissue and Organ Printing(集成式的組織和器官打印技術)，該打印技術能夠構建出結構穩定且具備功能的人耳器官、骨骼和肌肉組織，更重要的是這些組織器官融入微通道，能夠維持其繼續生長形成血管、軟骨等系統，從而發揮功能。
本文就3D打印的現狀及進展做一整理，幫助大家梳理一下該技術的進展情況。
【1】創客學生利用自制3D打印牙套矯形成功!
由於3D打印技術可以快速實現幾乎任意的形狀，所以它在牙科領域中的應用正在快速增加，因爲牙科產品是最需要個性化的。但由於研發這種東西需要相當專業的知識和設備(如高精度3D打印機)，所以到目前爲止，只有達到一定規模的企業纔有實力將它們做出來。不過，這種情況可能很快就會改變，因爲最近，新澤西理工學院學生Amos Dudley成功利用3D打印自行製作出了一個可用的牙套!
在自己的博客上，Dudley解釋了他之所以想得到一個牙套是因爲他有幾顆牙彎曲的很明顯，不夠美觀。不過由於自己恰好是一名創客，擁有“凡事自己動手”的固執天性，所以他沒有去看牙醫，而是決定嘗試自行解決問題。稍加思考後，他便想到了可行的方案，就是3D掃描自己的牙齒，再3D打印出牙套。
【2】3D打印器官新突破
美國科學家研發出了一款可以打印大尺寸“活”組織的3D打印機，這些組織移植到老鼠身上後能夠長時間地存活，並逐漸“融入”到了周圍的組織裏。這項新的突破使科學家距離3D打印出真正的組織乃至器官，並將其用於臨牀治療又近了一步。
1986年，美國人查爾斯·赫爾(Charles Hull)發明了3D打印技術。在隨後的30年間，尤其是進入二十一世紀以來，隨着材料科學、計算機技術等諸多領域的進展，3D打印技術取得了長足的進步。如今，你能在網上下載到各式各樣的3D模型文件，用3D打印機爲自己打印一個小擺件。但3D打印技術的應用遠遠不止侷限在給人們的生活增添一抹亮色上：設計師可以用3D打印機把自己設計的作品的模型打印出來，讓客戶有更加直觀的體驗;在工業生產上，有越來越多的零部件的生產正在使用着3D打印技術，比如，空中客車公司就宣稱其生產的A350 XWB機型的飛機有超過1000種零部件是用3D打印技術生產的;科學家和醫生能夠用3D打印機根據病人的體貌特徵，“定製級”地打印出各類植入物，爲病人做移植手術。
【3】3D打印助力精準醫療
現今3D打印技術正如火如荼的滲透到人們生活的各個領域，特別是在醫藥領域的發展可圈可點。最大的優勢就是3D打印技術可以依據病患的特點和要求真正實現個性化製造，成爲輔助精準醫療的有力手段。
去年美國食品藥品監督管理局 (FDA)己在全球批准首款完全用3D打印製作的藥片。這款名爲Spritam的藥物由美國Apprecia製藥公司研製，用於治療癲癇症患者。該藥物獲得批准意味着個性化定製藥物不再是夢想。一則可以實現藥物活性成分的個性化定製。再則可以實現劑量的個性化定製。這種一層一層的打印方法，可以把不同的塗層彼此緊密地結合一起，因此可以把某種物質的最大劑量 ( 據製藥廠稱，最多1000毫克)置入一粒藥片中。這樣病人可以吞服少量或較小的藥片。三則可以實現形狀的個性化定製。這對於不喜歡吃藥的兒童來講可謂是再好不過的辦法了，通過3D打印技術打印出各種有趣的形狀，來哄寶寶吃藥。四則還可通過3D打印技術使藥物擁有特殊的微觀結構，改善藥物的釋放行爲，從而提高療效並降低副作用。如Apprecia製藥公司應用Zipdose技術推出的可在4秒多就溶解的藥丸。
【4】倫敦醫生藉助3D打印成功完成前列腺腫瘤切除手術
日前，在London Clinic私立醫院，Urology Prokar Dasgupta教授成功地爲一位來自倫敦的65歲患者Alexander Spyrou先生切除了前列腺腫瘤。在這個手術中，Dasgupta使用了患者帶腫瘤的前列腺的3D打印模型。據瞭解，這個3D打印的前列腺是London Clinic的放射科專家Clare Allen的傑作，它爲前列腺手術帶來了前所未有的變化，尤其是這個腫瘤是在一個特別重要的位置上。
Dasgupta教授解釋說：“在此之前我通常使用機器人來做前列腺手術，這種方法的一個缺點就是缺乏觸感。儘管你能夠以3D的方式更清楚地看到目標，甚至可以將其放大10倍，但是你失去了最終要的東西——對它的觸覺。而對於這個病人，我能在3D模型中感覺到腫瘤，並能感覺到腫瘤是多麼接近表面。通常情況下，我們會在心裏想象腫瘤的位置，但是在這裏，當我遠遠地坐在控制檯邊通過Da Vinci機器人進行手術時，這個模型就在我的手上。這個模型能夠幫你在癌症手術獲得更好地準確性。”
【5】2019年全球3D打印醫療市場銷售將達9.66億美元
3D打印正在多個垂直行業顛覆製造過程，尤其是在醫療領域，3D打印技術的應用導致了更多創新、高效的產品出現。日前，市場研究機構Transparency Market Research在其最新的研究報告中，分析了全球3D打印醫療垂直應用市場，預測從2013年至2019年該市場的年複合增長率將達15.4%。而全球3D打印醫療市場的總銷售額也將從2012年3.545億美元增至9.655億美元。該報告的題目是《3D打印在醫療應用市場——全球行業分析，大小、份額、增長、趨勢和預測，2013年—2019年(3DPrinting in Medical Applications Market - Global Industry Analysis， Size， Share，Growth， Trends and Forecast， 2013 - 2019)》。
該報告稱，全球3D打印技術醫療應用市場主要受到一下幾個因素的推動：各種3D打印醫療應用不斷增加、定製化3D打印醫療產品的增長趨勢、來自私人和政府機構的資金、能夠擴大醫療應用的技術進步，以及3D打印應用所帶來的成本和時間的縮短以及相應的病人護理的改善等。該報告同時顯示，3D設計軟件公司的併購也將在該市場的未來發展中佔據重要地位。然而，缺乏訓練有素的專業人員和材料相關的問題有可能阻礙到3D打印在醫療應用市場上的擴展。
【6】Nat Biotech：3D打印革命性進步!打印可移植器官
在最近一項發表在國際學術期刊Nature Biotechnology上的研究中，科學家首次使用3D打印機以活細胞爲“墨水”製造出人類真實大小的器官和組織。這些打印出來的機體結構不僅足夠大足夠結實，可以用於替換機體“原裝配件”，還可以進行個性化定製同時具有功能性。
一位研究人員表示：“這項技術能夠製造出穩定的.符合人類尺寸的任意形狀的組織。如果能夠得到進一步開發，這項技術還有望用於打印活體組織器官並進行手術移植。”
在此之前，生物打印技術已經可以用於打印一些小型的或者極度簡化的器官複製品——比如腦和腎臟組織，因此科學家們就可以利用這些打印器官進行研究，部分替代實驗動物，但直到現在仍然沒有研究能夠打印出大型穩定的可以用作器官移植的活體。最大障礙之一就是如何在打印過程中保證細胞存活以及如何將維持器官運作的所有“配件”組裝到一起，比如維持氧氣供應的血管結構。
【7】2分鐘可打出10釐米3D打印生物血管“成都造”全球首創
3日的新聞發佈會上，華西都市報記者羅琴提問成都市委常委、高新區黨工委書記吳凱。談到成都高新區加快自主示範區建設的創新成果時，吳凱以全球首創的生物血管打印機爲例，展示了成都國家自主創新示範區的全球領先實力。
3D生物血管打印技術使再造人體器官成可能，將打印機內裝入液體或粉末等“印材料”，與電腦連接後，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物——這是大家熟悉的3D打印技術，但在成都高新區一家生物科技股份有限公司，科技人員居然可以打印生物血管。
吳凱介紹，該公司推出了全球首創3D生物血管打印機，使人體器官再造成爲可能。該技術擁有完全自主知識產權，不久前還在全國“大衆創業萬衆創新”活動週上亮相，引發廣泛關注。
記者瞭解到，僅用2分鐘，該款“成都造”3D生物血管打印機便能打出10釐米長的血管，甚至還包括血管獨有的中空結構、多層不同種類細胞。
【8】3D打印助力神經元損傷修復
神經系統疾病一直是困擾着醫學工作者的一個難題。而這其中神經元的損傷則是導致神經系統疾病的重要誘因。因此，如果要治療這些疾病，如何修復受損神經元就成爲了擺在科學家面前的頭號難題。一直以來，人們都在尋找有效方法來促使受損神經元再生，如今來自明尼蘇達大學、普林斯頓大學等機構的研究人員發現3D打印技術或許將在這一問題上發揮意想不到的作用。
科學家們在小鼠實驗中證實了這一想法。他們首先利用3D掃描獲得了小鼠坐骨神經的輪廓，然後再利用3D打印技術打造出了一個內含能夠促進神經元再生化學成分的硅酮類支架。研究人員通過手術將這種支架植入到小鼠的坐骨神經的損傷處，經過10-12周的培養，小鼠受損的行動功能獲得了明顯改善。
參與這一研究的Michael McAlpine表示，這一結果表明3D打印技術將可以爲促進複雜神經元功能的恢復起到重要作用。此前儘管有類似研究證明3D打印技術可以幫助線性神經元再生，但是利用該技術實現如坐骨神經神經元等複雜神經元的感知和運動功能恢復尚屬首次。
【9】如何實現3D打印人體組織?
Aspect Biosystems位於加拿大溫哥華，是一家屢獲殊榮的生物技術初創公司，專門從事3D生物打印和人體組織工程。該公司生產的一款3D打印機，可以通過3D打印製造出具有全面生物功能的人體組織，並可被用於危險或實驗性藥物的測試中，最終還可能製造出可移植的生物打印器官。
Aspect Biosystems是由加拿大不列顛哥倫比亞大學的一羣研究人員創建，啓動資金是該校的導師創業組織entrepreneurship@UBC。其獨有的生物打印技術是將活細胞材料放入液化的水凝膠，再注入3D打印機中，逐層擠壓成特定的形狀。製作出的活生物結構將被放置起來進行孵化和培養，讓其可以開始作用，創造出擁有生物學功能的活體組織。
近年來，爲使動物免於再受傷害，人們對藥物測試替代方法的需求變得日益迫切。而且，動物試驗對許多疾病和狀況會產生不一致或假陽性反應，使得其無法在人體試驗中進行模擬。利用生物打印的類人體組織進行藥物測試，能消除動物試驗固有的不可靠性，並節省藥物開發的支出。
【10】Biomaterials：3D打印腦組織 可研究腦疾病
大腦是一個極其複雜的機體結構，其擁有大約86億的神經細胞，目前研究者所面臨的挑戰就是創建一種臺式腦組織，這樣研究者就可以對大腦的結構進行精細化研究了。近日一篇發表在國際雜誌Biomaterials上的一項研究報告中，來自國外的研究人員通過模擬腦組織的結構開發出了一種摻入神經細胞的新型3D打印層狀結構。
臺式腦組織的價值非常巨大，許多醫藥公司都花費了數百萬美元來檢測治療性藥物對動物模型的反應，目的就是在臨牀試驗中來證實新型藥物的多種作用，但他們並不確定人類的大腦和動物大腦到底差異性有多大。可以精確反應真實大腦組織的臺式腦組織或許不僅可以幫助研究藥物效應，而且還能幫助研究大腦障礙的發病機制，比如精神分裂症或神經變性的腦部疾病等。
【11】這次3D打印技術要讓Ⅰ型糖尿病患者受益啦
對於Ⅰ型糖尿病患者來說，“胰島移植”這種實驗性手術也許可以幫助他們解決胰島素缺乏的問題。這種手術將健康捐獻者的胰島細胞移植到Ⅰ型糖尿病患者體內，但是帶來的副作用則是患者需要終身服用免疫抑制類藥物以防止身體對外來植入細胞產生排斥反應。最近，科學家找到了一種新的辦法–利用3D打印的支架對移植胰島細胞進行保護。這種技術展示出了巨大潛力，有望幫助Ⅰ型糖尿病患者更輕鬆的管理自己的疾病。
1型糖尿病患者很害怕血糖過低，因爲這會引發一系列併發症(低血糖症)，包括頭暈、出汗甚至是失去知覺和死亡等。Diabetes UK數據顯示，大約1/3的Ⅰ型糖尿病患者都被低血糖症困擾着。
爲了改善胰島移植手術的成功率和提高Ⅰ型糖尿病患者的生活質量，荷蘭特文特大學的研究人員打造了特殊的支架設備保護胰島細胞。他們的想法是利用3D打印支架設備保護胰島細胞免受患者免疫系統的攻擊，爲其更好地發揮功能創造條件。
【12】Nature：3D打印人體器官復活記
3D打印的出現引起了人們在人工器官方面極大的興趣，這意味着替換甚至是提高，人類機械。
打印的器官，例如，由新澤西的普林斯頓大學和巴爾的摩的約翰霍普金斯大學的研究者們開發的外耳的原型將在4月15-17號紐約召開的3D打印會議上展出。這個外耳由多種材料打印而成：水凝膠形成一個耳朵樣的支架，細胞生長以形成軟骨，銀質納米顆粒以形成觸角。這個裝置僅僅是越來越多，各種各樣3D打印的一個例子。
紐約的這次會議，號稱是該行業最大的盛會，將有大量的小工具和新奇物品的展出。但同時它也將引起對正興起的人體器官打印市場的認真的討論。
