3D打印身體部位
在特拉華州一所高中的畢業(yè)典禮演講中,喬·拜登描述了一個美妙的未來:“通過使用3D打印機,我們將能夠使受到外傷或燒傷的組織復(fù)原。這一目標(biāo)指日可待!
讓我們從位于生命階梯底層——替換無生命的“身體部位”,如牙冠或假肢說起。第一波3D打印身體部位的商用浪潮已經(jīng)出現(xiàn),這些部位就位于行走中的普通人的身體中——可能也包括你。3D打印的骨植入物、牙冠、隱形眼鏡與助聽器等無生命修復(fù)形式已經(jīng)存在于世界各地成千上萬人的體內(nèi)。
菲爾·里夫斯是致力于3D打印行業(yè)的咨詢公司Econolyst的總經(jīng)理。據(jù)他估計,目前“全球3D打印助聽器的使用者大約有上千萬”。隱藏在病人牙齒上以矯正牙齒的隱適美(3D打印的、可定制的、透明的一次性塑料矯正器)已經(jīng)取得了巨大的商業(yè)成功。據(jù)估計,目前全球3D打印牙種植體的使用數(shù)量已經(jīng)達(dá)到50萬~75萬個。
與3D打印的高端鈦合金飛機部件一樣,3D打印的人體部位也意味著小批量、數(shù)字化的定制生產(chǎn)。3D打印牙齒、助聽器以及矯正器的過程都很相似:先對身體出現(xiàn)問題的部位進(jìn)行掃描,再將掃描數(shù)據(jù)發(fā)送到一個特殊實驗室,在那里這些數(shù)據(jù)被調(diào)整為可行性設(shè)計文件,最后,按照設(shè)計文件用軟橡膠、堅硬而有光澤的陶瓷或者柔軟而有彈性的透明塑料進(jìn)行3D打印。
目前,3D打印身體部位采用單一的材料,如金屬、陶瓷或塑料。它們具有商業(yè)意義,因為它們的市場價值來自它們能夠與一個形狀特殊的身體緊密貼合。它們可自定義形狀、可小批量生產(chǎn),對于制造商而言不存在規(guī)模經(jīng)濟(可獲利),這些特征使它們成為3D打印的完美對象。這也使過去的監(jiān)管障礙變得相對簡單。與活性組織或藥物不同,在身體中植入“螺栓組件”涉及更少的健康風(fēng)險,其副作用也是可以預(yù)見的。
怎樣的假肢富有吸引力?總部位于舊金山的小公司BespokeInnovations(定制創(chuàng)新公司)設(shè)計并3D打印定制假肢,該公司最近被3D系統(tǒng)公司收購。該公司的創(chuàng)始人之一斯科特·薩米特說:“制造假肢的方法多年來并沒有發(fā)生太大的改變:將一塊泡沫粗略削成一個人腿的形狀,然后做一個模具,把泡沫放入其中,去掉多余部分!奔僦圃炜茖W(xué)實現(xiàn)的大飛躍應(yīng)歸功于醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、設(shè)計軟件以及新材料的改進(jìn),而3D打印為截肢者和醫(yī)生帶來了全新的高度定制化。
Bespoke公司的制造過程首先是對患者“健康”的腿和他們目前的假肢進(jìn)行掃描,對掃描數(shù)據(jù)建模形成設(shè)計文件,然后將“健康”的腿疊加到假腿的數(shù)字圖像上,以確保新定制的肢體能夠保持身體的對稱。當(dāng)客戶選定屬于自己的獨特設(shè)計后,Bespoke公司將其3D打印出來。
Bespoke公司的在線工具(Configurator)允許客戶對一系列設(shè)計風(fēng)格進(jìn)行選擇,包括腿的圖案、鍍層材料以及罩面漆,通過生動的時尚賽車圖案或別致的文身滿足并體現(xiàn)使用者的喜好。
使用Bespoke假肢的人的照片顯示了他們心態(tài)的轉(zhuǎn)變:過去總是隱藏他們的假肢,而現(xiàn)在Bespoke的客戶則是自豪地穿著他們的假肢。