3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的作用愈發(fā)得到重視。2016年6月24日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于促進和規(guī)范健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展的指導(dǎo)意見（國辦發(fā)〔2016〕47號）》，明確包括3D打印技術(shù)在內(nèi)的7種醫(yī)療器械研發(fā)技術(shù)將獲得國家重點扶持。幾乎同一時間，美國食品藥物管理局（FDA）發(fā)布了針對3D打印醫(yī)療設(shè)備的準(zhǔn)則草案；在韓國，3D打印醫(yī)療器械的商業(yè)化也在緊鑼密鼓地推行。種種跡象都表明，3D打印作為醫(yī)療的一種主流技術(shù)的進程已經(jīng)在加速到來。

 

　　3D打印技術(shù)基于自身的數(shù)字化優(yōu)勢，能有效滿足個性化、精準(zhǔn)化醫(yī)療，提高效率，得到了專業(yè)人士和普通民眾的認可。3D打印制備的醫(yī)療器械不僅具備定制性、可制造性和機械性能方面的優(yōu)勢，同時其制備過程快捷，沒有額外的儲存和運輸成本；使用3D打印技術(shù)的手術(shù)時間短、創(chuàng)傷面積小、成功率高，病人痛苦小、恢復(fù)快，后遺癥較少。現(xiàn)在，不同方向、不同種類的3D打印技術(shù)紛紛出現(xiàn)在醫(yī)療市場，3D打印成為了充滿希望的朝陽產(chǎn)業(yè)。

 

　　根據(jù)增材制造領(lǐng)域知名的市場咨詢公司W(wǎng)ohlers Associates2016年發(fā)布的報告，2014年，全球增材制造和3D打印市場銷售額達到59．65億美元，與2013年相比增長了20億美元，增長率達到25．9％。Wohlers Associates認為3D打印2020年將占據(jù)全球制造市場5％的份額，而這已經(jīng)足以使3D打印成為一個市場容量高達6400億美元的大行業(yè)。其中，北美和歐洲占據(jù)了市場總銷售額的68％，而亞太市場將占27％。

圖1 3D打印市場年銷售額變化

 

　　就中國而言，3D打印臨床的驅(qū)動因素主要有以下4點：人口老齡化、居民可支配收入增加、醫(yī)療水平提升、全民健康意識提升。特別是人口老齡化的問題，Tang X曾報道：預(yù)計到2040年，65歲及以上老年人口占總?cè)丝诘谋壤龑⒊^20％。同時，老年人口高齡化趨勢日益明顯，80歲及以上高齡老人正以每年5％的速度增加，到2040年將增加到7500多萬，過半數(shù)老年人長期處于慢性病狀態(tài)。

 

　　根據(jù)美國2016年的3D打印報告，2016年全球3D打印市場銷售額將達到73億美元；而到2020年，這一市場預(yù)計將增長到210億美元，3D打印醫(yī)療設(shè)備將占15％的份額。目前原型作為主要應(yīng)用的3D打印市場僅占全球制造業(yè)市場的0．04％，這一數(shù)字有望增長到5％，這足以使3D打印成為一個市場容量高達6400億美元的大行業(yè)。

 

　　3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用

 

　　從打印材料角度來看，3D打印材料可以分為聚合物材料、金屬材料、陶瓷材料和復(fù)合材料4類，使用的材料主要有工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，彩色石膏材料、人造骨粉、細胞生物原料及砂糖等食品材料也在3D打印領(lǐng)域得到了應(yīng)用。根據(jù)不同的功能需求，3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛使用不同種類的材料，如使用多孔鈦制備骨骼植入物、使用高分子材料制備組織支架、使用生物活性陶瓷制備相容性結(jié)構(gòu)等。除此之外，3D打印也會與其他高新產(chǎn)業(yè)復(fù)合，使打印成品功能更優(yōu)秀。

 

　　從打印方式角度來看，目前在醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用的主要3D打印技術(shù)有熔融擠出技術(shù)（FDM）、光固化技術(shù)（SLA／DLP）、材料噴射打印技術(shù)（Polyjet／Projet／SCP）、選擇性激光熔化技術(shù)（SLM）、電子束熔融技術(shù)（EBM）、自動注漿成型陶瓷打印技術(shù)（robcasting）、粉末粘合藥片打印技術(shù)（ZipDose）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和立體光刻陶瓷打印技術(shù)（LCM）等。這些技術(shù)已經(jīng)能從術(shù)前打印病灶模型、術(shù)中定制手術(shù)導(dǎo)板和人體缺損部分的替代品3個層次為醫(yī)療問題提供幫助；對于第4個層次即生物3D打印，暫時還缺乏臨床應(yīng)用的實例，但已經(jīng)在實驗研究中為醫(yī)生提供便利，例如跨越一些臨床操作中的倫理障礙等。

 

　　從應(yīng)用方式角度來看，3D打印技術(shù)除了用于制備植入物，為病人快捷、準(zhǔn)確地定制醫(yī)療器械，還可以通過數(shù)據(jù)化方法指導(dǎo)醫(yī)生，如通過觸覺式自由建模軟件，醫(yī)生在電腦上就可以進行手術(shù)實踐，讓醫(yī)生提前進行術(shù)前準(zhǔn)備（圖2），而不需要患者實例。通過這種方法，3D打印技術(shù)在建立良好的醫(yī)患關(guān)系、制定手術(shù)計劃以及進行醫(yī)師培訓(xùn)等方面也發(fā)揮了重大作用。

圖2 醫(yī)生利用建模軟件在電腦上進行手術(shù)預(yù)演