3D打印骨骼全面踏入医疗时代【虎扑体育官方网站】

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虎扑体育-最近的成果将同种异体的骨粉作为打印机材料使用,与完全使用金属制打印机的骨架相比,理论上并不容易与人体融合。 小组现在展开山羊和兔子的骨骼3D打印机,分别使用山羊和兔子的骨粉进行特别的生物橡胶,展开复制后,讨论与确实的骨骼的差异。 钟世镇院士队钟世镇:中国工程院资深院士,知名解剖学专家。

中国现代临床解剖学的创始人,中国数字人和数字医学研究的倡导者。 朱文华:南方医科大学基础医学院院长,主要研究方向是3D打印机技术在医学领域的应用。 丁自海:微创外科解剖学研究所所长,在研究微创外科广泛应用的基础上,在人体解剖学领域。

徐发现:南方医科大学临床解剖学研究所所长主要攻击人体解剖学领域的皮瓣再造方向,主要用于简单、大面积创口的自身体重制修理。 欧阳钧:广东省医学生物力学重点实验室主任,生物力学专家。

邱小忠:广东省组织构筑和检查重点实验室主任研究人体的组织工程方向。 7月9日,台风莲正面叛道广东省,下午2点15分,南方医科大学生命医学楼前,飘着微弱的小雨。

过了90岁的中国工程院院士钟世镇下了车,慢慢地把门关上,拎着包上了楼梯。 如果不是最近做了小手术,老人就不会坚决走路,提前十分钟下班。 他的学生南方医科大学基础医学院院长朱文华教授这时在3D打印机研究所看高精度打印机。

一层打印机有明显的骨头,没有混合金属的胫骨。 另一位学生欧阳钧教授在同一栋楼的广东省生物力学重点实验室内开展力学测试,比较了打印机骨架与现实人体骨架的抗压差。

走廊的另一边,在人体组织工程实验室内,邱小忠教授用10-20微米级的细胞制作积木。 他像魔术一样把人体乳腺癌的实体肿瘤悬空,用于检查和开发药物。

朱文华团队利用骨粉和生物橡胶,顺利投掷动物骨骼,展开复制后,研究与确实骨骼的差异。 悲观地看,估计类似的打印机骨头会在5~6年内投入临床使用,至今还有很长的路要走。 最终,为了使打印机能顺利地发出可靠的人骨,需要生物力学和3D打印机材料的开发这两个研究平台,这两个是欧阳钧教授和邱小忠教授的研究方向。

骨粉特生物胶投掷山羊和兔子骨骼那天,在距离南方医科大学10公里以上的珠江医院,今年4月刚做完肝癌手术的吴老师正在讨论。 以前分割肝癌单纯肝硬化的他本来被切除了60%以上的肝脏,对生命安全有严重影响,另一方面南方医科大学临床解剖学研究所所长徐发教授设计的微创外科方法的理论得到了支持,另一方面朱文华教授在3D打印机上3D打印机是目前医学界最主要的应用,停留在重新执行模拟的简单情况,让医生提前练习动手的阶段。

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进而,通过在3D打印机的同时打手术指南,手术者大致沿着指南的原作领域展开手术,同样即可。 但那不是实质性移植,只是参照意思。 在此基础上朱文华开始了考虑人体和动物骨骼的3D打印机。

他想做的是用同种异体的骨粉作为打印机材料。 因为这种骨粉来自人类和同种动物,所以理论上比完全使用金属打印机的骨架更不会与人体融合。

他的团队现在展开山羊和兔子骨架3D打印机,分别使用山羊和兔子的骨粉,进行特别的生物橡胶。 这是同种异体骨粉的概念,但都是同样的生物科种,生物相容性更高。

如果是打印机的人的骨骼,在某种程度上不能将人的骨粉作为打印机材料。 生物橡胶会粘合在一起。

骨粉是失去骨细胞活性的无生物物质,因此骨粉和骨粉之间的单体依靠生物橡胶完成。 3D打印机使用逐步扫描的打印机,增加一层粗骨粉,再增加一层生物橡胶,最后需要多少层? 打印机对象的长度、高度和厚度各不相同。 骨粉的直径通常为0.1毫米级,层合在一起最后构成骨骼时,可能需要数千乃至数万层骨粉。

骨骼打印机现在无限大,15厘米以内不能为打印机发出可靠的骨头。 依靠朱文华团队,必须得到另一项研究的支持。 一个是反对生物力学实验和变更方案,另一个是开发高密度打印机材料。

这两个环节也是未来生物3D打印机的重要环节。 目前,开展在山羊和兔子身上的骨骼打印机取得了一定的进展和效果,但问题还没有存在。 比如生物相容性,是以这只兔子自己的骨粉为材料的吗? 排斥现象还不存在。

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也有生物力学的问题。 从打印机出来的骨骼被认为比原来的骨骼更结实。 国际国内通行的类似于打印机,以材料没有突破性进展为前提,骨架最长不能达到15厘米。

如果再扩大一点,支撑力过大就容易脱落。 这关系到广东省医学生物力学重点实验室主任、欧阳钧教授的老本行。 欧阳钧教授是1991年在籍钟世镇院士的研究生,最初在骨关节、肌肉、纤维组织方面展开研究,之后钟院士为他制定了未来的方向:生物力学。 这本来是无法基础的课题,但被很多医学同行忽视了。

对人体胫骨产生较大冲击时胫骨不会骨折或粉碎骨折,但据说没有人研究有多大的力量会带来这样的损害。 钟世镇院士团队从1990年代开始了这方面的测试,一方面为了控制最基础的数据,一方面可以逆转适当的维护机制。

1997年前后,小组实施了儿童汽车碰撞安全性试验,利用标本拒绝碰撞,发现未成年儿童(14岁以下群体)跪下后爆胎,气囊以时速200公里关闭时,可以折断孩子的脖子。 即使是严重的爆胎事故,如果启动时气囊启动,也会对孩子脆弱的颈椎造成致命的损害。 与中国载人航天计划的合作是团队做的另一个大实验。

从返回船进入大气层到最后着陆,如何确保宇航员的安全性,基于数字人、数字医学进行了很多实验。 欧阳钧和同事们模拟了n套不同情况下宇航员受伤的情况,用假人和标本进行了检查,测试了人体各部位发生碰撞时所受的力。 这些实验结束后,将数据交给航空宇宙研究所,展开适当的改良。

到目前为止,杨利伟登机的1:1返回实验用座位也设在学校的展馆里。 在广东省生物力学重点实验室,实验台末端中间,树根有人体胫骨,加速碰撞的装置以不同的速度、力度,从不同的角度碰撞,然后仔细观察并评价损伤效果。

这就是欧阳钧团队进行的人体力学研究,查询人体、受试者在各种冲击力状态下的安全性阈值。 这些阈值可作为黄文华团队骨架3D打印机的参考标准。

等待的组织工程打印机材料的研究突破兔子和山羊骨架3D打印机后,朱文华团队也必须开展一些生物力学测试,找到超过原来骨架的强度和韧性,找到更好的生物材料。 这个重任落在了广东省组织构建和检查重点实验室主任邱小忠教授的肩上。 邱小忠是主力的组织工程专家,对黄文华教授的期待,他回应了相当大的压力。
他是钟世镇院士被邀请加入团队的非解剖学领域的专家,分担着传统解剖学从3.0推进到4.0的根本设想。

的组织工程是一门新的交叉学科,涉及材料化学、细胞学及生物医学工程各领域的技术和手段,是解剖学的新增长点。 邱小忠就是这样定义自己在球队的位置的。 我国最初的组织工程研究热潮在20世纪90年代末蓬勃发展,当时上海第九人民医院曹社林教授在美国发表了关于裸鼠体型的文章,组织工程很快受到了关注。

钟世镇院士也敏锐地捕捉到了这个热点,指出组织工程学的未来没有大的突破。 2006年邱小忠教授着手骨组织工程,开始利用人头发的角蛋白制作人工骨膜。

之后,他又把人的角蛋白诱导到生物材料领域,用头发(人的角蛋白)制作生物导电材料,用于电子传感器元件,就像人的电子皮肤一样,可以随温度、湿度的变化而变化。 作为最重要的电子传感器元件,在假手、人工皮肤等领域前景广阔。

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例如,残肢患者是用于构筑这种电子传感器元件的机械臂,需要部分拒绝控制大脑中枢,依然是冰冷的冰钩和假肢,可以搬运不受意识支配的非常简单的活动,例如茶。 在3D打印机的活性物质开发方面,邱小忠计划与加拿大科学团队合作,通过在生物支架上植入肝肾细胞,取出合格的器官、组织。

根据悲观的估算,类似的打印机骨头在5~6年内投入临床,到此为止有很多途径。 朱文华回应了。 临床上用于打印机的确实骨头只是远景,黄文华已经开始用于3D打印机技术,协助手指几乎断裂或部分断裂而无法断肢再植的患者大胆组装。

钟世镇院士记忆犹新,20世纪80年代以后广东多发生工伤事故,伤员多为截肢、大伤、简单伤的重症患者。 这必须从伤员身体的其他部位提取带有皮肤、肌肉和血管的皮瓣,打开这个简单的伤口。 一般来说,给患者拆除东壁补充西壁,既不能损伤伤口这一西壁,也不能影响东壁的功能。 现在需要取皮瓣的地方几乎都被开发出来了。

但是,在工伤事故中,经常发生手脚被切断,手脚被全部勒住的情况。 在这种情况下,3D打印机技术首先很有用。

朱文华用3D打印机打出有掌的横截面,从患者的脚趾取出填充皮瓣,用脚趾代替手指。 三个事例类似于手术,一个用脚趾代替手拇指,一个从双脚分别取出两个脚趾翻拍成手指,另一个五个手指全部翻拍成脚趾。 朱文华指出,如果用活性细胞展开打印机,用干细胞诱导各种对应细胞,打印机就需要拿出规定的器官,是长期的愿景。 现在,3D打印机研究所已经重新加入广东省3D打印机产业创造联盟,在与生物力学、的组织工程极其融合的同时,我们有信心做出类似打印机个人定制的健康器官。

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