3D打印的肾脏模型现已能够发生尿样物质。
2012年，美国俄亥俄州。刚生下来6周的小男孩凯巴（Kaiba Gionfriddo），开端呈现呼吸困难，回绝进食。两个月的时分，小凯巴的症状越来越糟糕，现已无法自主呼吸了，医师有必要给他插上气管插管保持呼吸。
查看发现，小男孩患上了极点稀有的先天性支气管软化症，气管自行陷落，无法自主呼吸，有必要依靠气管插管日子。无法之下，爸爸妈妈四处求医。终究被介绍到了密西根大学医学院。该医院的医师和研究人员再三参议之后，搬出了救命的仪器：3D打印机。他们依据CT的3D成像，运用3D打印机用生物塑料资料打印了近百个气管支架。在得到美国食物药物管理局（FDA）的紧迫同意之后，给小凯巴移植了这个3D打印出来的气管支架。术后，小凯巴开端了自主呼吸，7天后撤离呼吸机。数周后，小凯巴出院，再也没有呈现过窒息风险。这个气管支架是用能够降解的资料做成，3年后即会自行吸收，到那时，他的气管也会发育老练，不再需求支架了。
这是国际榜首例3D打印的气管用于临床。
2014年2月25日，美国肯塔基州的Kosair儿童医院，心脏外科医师在对一个患有心脏病的幼儿进行杂乱的手术之前，用3D打印的模型规划和试验，确保了手术的成功完结。孩子的母亲过后承受采访说："我无法表达我的感触。" （东方IC/图）
科幻小说？
听起来像是科幻小说。可是，幻想一下，假如有一天，咱们能够用打印机打印出肝脏、肾脏乃至心脏，是不是更像科幻小说呢?
或许用不了几年，这就会成为实践。
先来简略介绍一下什么是3D打印。
3D打印又名累积制作技能，是一种运用计算机的数字模型为根底，运用粉末状金属或塑料或许其他可粘合资料，经过逐层堆叠累积的方法来结构物体的技能。传统的打印是将油墨打印在纸上，只要二维。3D打印就是一层层地将粘合资料累积上去，打印机依据计算机做好的模型，将资料堆积成立体的产品。与传统的机械制作首要经过削除资料完结产品的方法不同，3D打印能够简略地做成曾经许多不太或许或许杂乱无比的产品。
最早的3D打印呈现在1980年代，可是直到2010年代3D打印机才开端广泛呈现。据统计，2012年3D打印商场达到了22亿美元，2011年上升了29%。现在广泛用于修建、制作、工业规划、轿车制作、航天事业等等。可是正如一切的新科技相同，一项新的技能总是首先用于两个范畴——杀人和救人，也就是军事和医学。
由于3D打印的细巧、便利，本钱相对低，且能够经过挑选不同资料，运用计算机辅助规划出杂乱的结构，近些年来3D打印现已在医学运用上开展迅猛，能够说打开了一扇全新的大门。
在这个范畴，欧美见义勇为，抢先全球。2011年，北卡的Wake Forest再生医学研究所的Anthony Atala博士在TED讲演中展现了他们运用3D打印机打印出来的人体肾脏。他们运用培育出来的肾脏细胞作为打印资料，一层层将细胞打印在提早规划好的虚拟模型上。榜首层是细胞，第二层是水凝胶用来粘合固定细胞。然后一层层重复，直到整个肾脏打印出来。比及细胞存活了，水凝胶被降解，留下来的只要细胞。这样细胞就构成一个完好器官结架。这个初期的肾脏再被移到培育器中，供给营养，促进成长。Atala博士的试验室现已观察到这个初期肾脏模型发生了尿样物质，表明现已有了部分肾脏功用。
2013年，瑞典的科研人员成功地运用3D打印技能打印出人工皮肤瓣，而且成功地成长出血管。更惊人的是，他们榜首次成功运用3D打印生成了淋巴管。这个皮瓣在大鼠身上成功植皮。这个突破性的发展处理了人工皮瓣缺少淋巴管无法存活的问题。假如加上干细胞技能，不久的将来或许就能够很简单组成皮瓣移植了。关于烧伤患者来说，这无疑是巨大的福音。
这个打印的肾脏和皮肤或许距实在临床运用于患者还很悠远，可是有一些技能现已离临床很近了。
2013年，康奈尔大学运用3D打印打印出了国际榜首个耳朵。每年有数以万计的人，由于先天发育或许疾病或许事端失掉整个或许部分耳朵。传统的耳朵再植是运用肋软骨作为耳朵软骨的代替。可是这样做出来的耳朵外观既不美，功用也不是很好。他们运用计算机扫描出患者对侧正常耳朵，然后运用3D打印机打印出对称的耳朵模型，在此模型里注入胶原蛋白，作为软骨成长的支架。这样做出来的耳朵形状适宜，外观漂亮。他们信任，3年后就能够进入临床。
奇特的运用
这样的新闻虽然让人振奋，但依然看似悠远。其实3D打印现已广泛用于临床了。
比方打印假牙，或许完美符合的牙套。2012年，日本的Fasotec公司开端供给腹中的胎儿的3D打印模型，能够让爸爸妈妈提早看到实在的孩子形象。华盛顿区域医院运用3D打印机打印出患者的心脏模型，供给给心脏外科医师术前实践操练。
还有更多奇特的运用呈现在医院里。
2011年，荷兰一位83岁的女人由于感染失掉了下颌骨。而传统整形手术由于年事太高不能进行。医师们与3D打印公司Layer Wise协作，用钛粉作为打印资料，依据3D扫描的图画，打印出一个完美的下颌骨。外表掩盖生物陶瓷以防止排挤。移植回白叟的下巴后，完美愈合。
4年前，英国人Eric Moger发现左脸部长出恶性肿瘤。为了保住生命，医师切除了左脸大部分，包含眼睛、颧骨、下颌骨，留下一个巨大的洞。他无法正常说话和进食，更不敢出门，由于看起来太恐惧了。之后的整形手术也由于放化疗的影响宣告失利。痛苦了4年的Eric，总算在3D打印的协助下获得了重生。伦敦的齿科医师Andrew Dawood用3D打印机依照右脸给他打印了个完美左脸。先用钛粉打印出缺失的骨骼，然后在此根底上用生物尼龙打印出脸部组织。当打印出来的左脸完美符兼并固定后，Eric总算能够用嘴巴喝水了。他说：“当我装上这个左脸后，喝下榜首口水，没有水漏出来。这太奇特了。”
2013年，英国的一位60岁男性不幸患了骨盆软骨肉瘤。这种恶性肿瘤对化疗放疗都不灵敏，作用很差。仅有的挑选就是切除大半个骨盆。由于需求切除的部分太多，以至于传统手艺做出来的植入骨盆无法与残存骨盆衔接。而没有骨盆，就意味着支撑下肢的股骨无处着力，这个患者面临着残废的风险。Newcastle Upon Tyne医院的医师们想到了3D打印技能。所以他们在术前用CT扫描出完好的3D结构的骨盆模型，准确规划需求切除的部位，然后将这个切除的部分的具体3D图画上传给计算机。计算机依据这个3D图画，驱动3D打印机，运用钛粉作为打印油墨，准确地打印了切除的半个骨盆。医师再在这个钛骨盆外表镀上特别的物质，以便残留骨盆能够衔接成长。移植手术十分成功。现在这个患者现已能够拄着拐杖走路了。
2012年，比利时一位男人在事故中简直失掉整个面部骨骼。假如选用传统方法，简直没有复原的或许，由于面部骨骼太杂乱，要做出与对侧共同的面部是不或许的。Morriston医院组织了一个65个人的团队，找到3D打印公司Cartis协作。他们运用CT扫描出对侧存留面部骨骼，计算机制作出患侧需求移植的骨骼形状。再运用钛粉作为打印资料打印出需求添补的骨骼。移植手术十分成功，患者破碎的脸总算得以复原。术后7天，这个患者就开端开口说话了。这个完美的3D打印用于临床由于过分超现代，手术还没做之前，伦敦的科学博物馆就现已将它收入收藏记录了。
愈加奇特的工作发生在美国。2013年，美国康涅狄格州一名男人由于交通事端失掉75%的头盖骨。传统骨科苦无良策。走运的是，此刻的3D打印现已逐渐老练。当地一家3D打印公司Oxford Performance Materials伸出了援手。该公司拿手生物打印技能。他们运用本来的颅骨印象，运用3D打印技能，运用愈加先进的生物高分子聚合体资料打印出需求补缺的头骨，形状边际均完美符合，乃至连颅骨孔都完美规划。2013年2月经过FDA批阅，于同年3月手术成功移植。患者获得了一个新的头颅。这在曩昔是无法幻想的。
用细胞打印
不但运用工业资料打印模型用于临床，实在运用细胞来打印也现已呈现了。
2013年，爱丁堡的Heriot-Watt大学的研究人员发明晰干细胞打印机。资料是存活的胚胎干细胞。这种打印机能够喷出巨细均一的干细胞悬液，确保细胞在打印出来依然能够存活。再在干细胞构架上参加能够促进干细胞分化为各种需求的细胞的细胞因子，就能够为所欲为地组成各种需求的人体器官了。
2013年12月，剑桥大学再生医疗研究所宣布了一篇文章。历史上榜首次成功地运用大鼠的视网膜的神经节细胞和神经胶质细胞3D打印出三维结构的人工视网膜。打印出来的人工视网膜细胞存活杰出，而且开端割裂成长。虽然这个开始的试验只运用了两种细胞，是无法再现视力的，但由于许多瞎子是由于视网膜细胞缺失导致的，而3D打印技能能够运用计算机完美组织各种细胞的具体位置和相关，这个突破性的前进为治好失明带来了期望。作者Martin教授说：“咱们方案扩展咱们的打印技能来打印视网膜的其他细胞，下一步就是争夺打印出有光敏的细胞，那时分，就有或许得到有光学功用的视网膜。”到那时分，瞎子或许只需求移植一个打印出来的视网膜，就能重见光明。
当然，终究的方针是打印出完好存活的器官以供移植所需。考虑到每年全球数以万计的等候器官移植的患者，可供器官极点缺少，加上配型又极点困难，运用患者自身的细胞运用3D打印技能打印出一个完美、不排挤的器官来，将会是医学的愿望。
改动人类日子
3D打印不但能打印器官，有朝一日也能够前进或许加强人类的才能,就像电影《机械战警》相同。普林斯顿大学的研究人员正执政这个方向尽力。他们将电子元件结合到细胞打印中去。年头，他们成功地运用水凝胶和小牛的细胞打印出一个人类的耳朵，在这个耳朵中，参加了由银纳米颗粒做成的电子天线。这个传感器能够接纳人类耳朵听不见的频率。或许有一天，咱们就能够装上这个耳朵，成了传说中的顺风耳。
还有一些愈加接近于临床有用的3D打印技能。比方传统的骨科石膏纱带粗笨，不透气，也不能洗澡，痒了更是没辙。新西兰的Jake Evill发明晰一种叫做cortex cast（皮质支架）的新式“石膏纱带”。这是经过扫描患者需求固定肢体部位，用3D打印机打印出完美符合的支架。这个支架很简便，也十分健壮，关键是透气，洗澡也没问题，痒了更是能够挠。要不了几年，或许骨科就不再运用传统石膏，而是给你打印一个绝无仅有的简便支架。2013年，北医三院的骨科医师运用3D打印机以钛粉作为资料打印出个性化的椎骨，现已在近50名患者体内植入成功。
这些咱们实践阅历的医学生物学的前进，有朝一日将会彻底改动人类的日子。到那时，或许换个器官就好像换个轿车零件相同简单。
