3D打印身體部位
在特拉華州一所高中的畢業典禮演講中,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原。這一目標指日可待。”
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出現,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形式已經存在于世界各地成千上萬人的體內。
菲爾·里夫斯是致力于3D打印行業的咨詢公司Econolyst的總經理。據他估計,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)已經取得了巨大的商業成功。據估計,目前全球3D打印牙種植體的使用數量已經達到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、數字化的定制生產。3D打印牙齒、助聽器以及矯正器的過程都很相似:先對身體出現問題的部位進行掃描,再將掃描數據發送到一個特殊實驗室,在那里這些數據被調整為可行性設計文件,最后,按照設計文件用軟橡膠、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,對于制造商而言不存在規模經濟(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”涉及更少的健康風險,其副作用也是可以預見的。
怎樣的假肢富有吸引力?總部位于舊金山的小公司BespokeInnovations(定制創新公司)設計并3D打印定制假肢,該公司最近被3D系統公司收購。該公司的創始人之一斯科特·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。”假肢制造科學實現的大飛躍應歸功于醫學成像技術、設計軟件以及新材料的改進,而3D打印為截肢者和醫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行掃描,對掃描數據建模形成設計文件,然后將“健康”的腿疊加到假腿的數字圖像上,以確保新定制的肢體能夠保持身體的對稱。當客戶選定屬于自己的獨特設計后,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計風格進行選擇,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使用者的喜好。
使用Bespoke假肢的人的照片顯示了他們心態的轉變:過去總是隱藏他們的假肢,而現在Bespoke的客戶則是自豪地穿著他們的假肢。