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当四个月大的Lucy Boucher需要肾移植时，她35岁的爸爸把他的肾捐了出来。移植外科医生所面临的挑战是如何把大人的肾安在婴儿身上，将它与Lucy的微细血管连为一体。这使得一个原本就复杂的手术变得更加困难和危险。据最近透露的消息，Lucy是第一个在3D打印的帮助下接收成人肾移植的小孩。Lucy身体解剖的仿真模型以及她爸爸的肾，是此次手术顺利完成的“大功臣”。

这个了不起的故事只是变革中的一个小插曲，真正的革命正在到来。虽然这个产业仍在襁褓中挣扎，傻瓜投资指南（The Motley Fool ）也曾不屑地说：“3D皇帝没有衣服，也无法打印出自己的衣服。”但3D技术的医学用途将会是一个杀手级应用，拯救生命，也拯救产业。

以下是3D打印拯救生命的三种方式：

1.重塑医学成像

图像是行医的核心，3D打印机可以把成像提升到一个全新高度。利用CT和MRI扫描得出的数据来制作液体塑料模型，这样的打印机能复制器官和解剖部分的尺寸及密度，以便外科医生在3D模型上进行演练，就像Lucy的例子一样。不仅如此，打印出来的细胞也能更好地帮助人们在实验室研究疾病、开发治疗方案。例如，研究人员将打印出来的卵巢癌细胞放于实验室培养皿的凝胶中，提前检验药物的有效性，之后再将药物用在真正癌症患者身上。

3D模型同时也是强有力的诊断工具。例如，根据宾夕法尼亚大学的一个研究小组所进行的研究，3D乳房X线摄影术，或数字乳腺断层摄影，能为放射科医师提供更清晰的乳腺组织叠层视野，从而更早地检测出癌症，救活更多的人。

2.更换组织和器官

3D人体解剖模型的下一阶段是造出能够植入体内的身体部件。就像我们熟悉的台式喷墨打印机一样，特定的3D打印机可以喷射活细胞及支架材料——也叫“脚手架”。这种“生物打印机”可以用来打印皮肤、骨头和关节。最近，某外科医生就用这种技术为一位男士制造了新骨盆，而士兵也可以在上战场之前扫描他们的骨头，这样一旦他们受了伤还可以制出3D副本。

这种可靠的器官打印系统完全是一次革命性的产品。现在全球121,000多人都在排队等待器官移植，每12分钟便又有一人加入等待的行列，每天也有21人因等待无果而死亡。在2010年的一次TED演讲中，来自维克森林的外科医生Anthony Atala介绍了打印器官，结束了人们苦等捐献者的经历，这次演讲也迅速传播开来。Atala已经用干细胞中培养并移植了一个新膀胱，现在正着手于可移植肾脏的打印。上个月，他的团队报告说，对于伤残疾病患者，可以用打印出来的耳朵、骨头和肌肉结构来代替缺失组织。

其他领军者，如哥伦比亚密苏里大学的Gabor Forgacs博士及其同事，已经打印出了血管和心脏组织片，它们能像真的心脏一样“跳动”，而Organovo公司则负责将这些产品引入市场。爱丁堡大学的研究者已经配置了一台阀基细胞打印机，它可以吐出活的人类胚胎干细胞。

3D身体部位甚至也能用非生物材料来制作。医疗设备公司 Anatomics，通过为一位癌症患者3D打印出了新钛胸骨和肋骨而创造了历史。这项技术也被进一步用于面部移植：手术指南、盘子和钛植入体的3D打印，被用来重塑患者的整个面部。

3.设计以人为本的药物

尽管新药物方面已取得进展，但超过50%的病人都不按药方说明服药。这种不服从背后有很多原因，如：生物制药产业的产品，用人们的话来说，都是“难以下咽的苦药”。而最近获FDA(美国食品及药物管理局)批准的第一款3D打印药片——抗癫痫药Spritam，就能进一步解决这个问题。由Aprecia制药公司研创，这款Spritam通过3D打印技术，使得药品在接触少量液体后便立即溶化，对那些有吞咽障碍的患者可谓是一大福利。

基于压力和注塑工艺，传统药物生产有剂量限制范围，而3D技术则可以摆脱这种束缚，将高剂量药物一层一层打印出来。3D技术也是目前唯一一个既可以实现高剂量生产又能使药物快速解体的平台。

3D技术更广泛的应用，是通过改变药片的表面区域并制作出更复杂的形状，实现对剂量、体积、味道和颜色更可靠、更针对性的控制。而这些对老人、小孩儿或身体有损的人来说极其有用，他们也往往是最大的药物消费人群。

药物的3D打印使得制造商可以把其生产和分配过程向消费者拉近，比如可以把地点设在医院或药房，这也能提高患者的服从性。这对发展中国家来说也是好事一桩：比如在撒哈拉以南的非洲地区，艾滋病患者就可以以低价打印他们自己的抗艾滋病毒药物。

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随着3D打印技术的不断突破，医学社区也在加紧步伐。一些想法交流计划正在兴起，如3D Print For Health，另外美国国家卫生研究所（NIH）的打印交流会也分享出了可免费下载的模型。

我认为这项技术的实施步伐不会很快，因为当一项新产品进入人体时，总会有这样那样的顾虑。其次，要想在医疗方面发起改变，会很艰难，因为整个生态系统都要与之协调。再次，不同的团体必须要组队合作——生物制药产商、医生、技术人员和工程师等。就像副总统拜登任期时的“癌症探月计划”一样，这个拯救生命的3D杀手级应用对下一届政府来说，也将是一次探月性的契机。

本文由达沃斯博客和 Washington Center for Equitable Growth联合发布。

作者： Bhaskar Chakravorti是塔夫茨大学弗莱彻学院国际商业与金融高级副院长、弗莱彻全球商业研究院的创始执行董事，以及世界经济论坛全球议程委员会经济创新成员。

翻译：达沃斯博客翻译小组周森

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