『壹』 3d列印種植牙可行嗎
這個是可行的。國外已有實例。國內在北京、上海試點。
應對「第三次工業革命」,智能製造生物3D列印技術迎來產業化契機——
種牙,3D列印一次成型
本報訊(記者 童曙泉)種植牙前,先3D列印一顆與牙槽嚴絲合縫的牙模型;骨損傷手術前,先3D列印一個1:1的骨骼模型;利用活的細胞進行納米級的3D列印,可以製造出心臟瓣膜、皮膚、耳朵……
在市科委新材料發展中心日前組織召開的北京生物三維(3D)列印前沿技術研討暨成果對接會上,來自清華大學、北醫三院等單位的生物製造技術專家,描述了「生物3D列印」智能制兆塌造的技術進展和廣泛應用前景。依賴生物領域的3D列印技術,「製造業」將重回北京經濟版圖,以「智能製造」的形式成為新的經濟增長點。
北大口腔醫院主任醫師唐志輝告訴記者,他們已經開始動物實驗,用生物3D列印技術完族好圓成補種牙等口腔修復。對補種牙的人來說,這意味著可以獲得一顆和之前幾乎一模一樣的牙齒。
傳統補種牙手術前,需要先等上幾個月,等患者牙槽骨傷口癒合,然後在牙槽骨上打一顆固定假牙用的「螺紋釘」,再過幾個月才能在這個「螺紋釘」上安裝假牙。整個過程患者至少需要跑三四趟醫院,花費大約半年時間。如果需要填補修復牙槽骨,耗時會更長。
應用新的生物3D列印技術,患者如需要補種植牙,只需要在醫院的口腔門診拍攝X光片,3D數據可以同步傳送到郊區的某個工廠,3D列印設備立刻就能用骨質材料進行列印,牙冠部分和原來一樣,並與兩邊牙齒緊密結合。即使加上中間的運輸等過程,患者也可以在幾天內就種上新牙。
「更重要的是,3D列印的牙齒有自己的牙根,與牙窩嚴絲合縫,無需額外填補骨材料。」唐志輝介紹,也無需制備植牙孔固定,幾乎沒有新的創傷,患者會覺得重新「長」出一顆自己的牙。新的技術使手術更簡單,種一顆牙的費用也有望從目前的1.5萬元左右下降到5000元。
唐志輝透露,待國家有關部門批准後,這一技術將在人體上試用。半年內有望在小范圍內試用,批量生產和應用大約還需要至少一年多時間。(下轉第二版)
(上接第一版)這一生物3D列印技術可不光用在種植牙上,也可以用於製作個性化的人工膝關節、髖關節等。比3D列印牙齒更高級的,還有清華大學孫偉團隊在國內率先實現的單個細胞生物3D列印,通過細胞組裝,模仿天然組織和器官的結構。這樣的活細胞3D列印,需要將列印噴頭控制在納米(十億分之一米)級,通過細胞直接裝配組織器官,或是在計算機控制下將幹細胞等與基質材料、生長因子等一起構成微滴單元,裝配成三維結構後,在實驗室最終培養成所需的皮膚、心臟瓣膜等組織和器官。目前,這個團隊已經成功製成兔橈骨、人工耳朵等產品。活性大段人工骨的3D列印技術,已經開始申報臨床實驗批號。
新材料發展中心主任肖瀾告訴記者,目前北京的生物3D列印技術剛剛起步,研發與應用相對脫節,制約了技術、產業的發展進程。「希望通過搭建產、學、研、用的互襪洞動橋梁,促進各方緊密合作,推進相關產業快速發展。」據他估計,未來幾年,這一產業規模有望達到數百億元。
據了解,3D列印已列為美國重振製造業的三大支柱之一,美國政府不但建立了相應的國家創新研究所,還計劃首期投入5億美元用於研發和產業化。作為製造業迅速發展的一項新興技術,以3D列印為代表的智能製造被譽為「第三次工業革命的重要標志之一」。大規模生產後,由於智能製造完全可用相對低廉的成本完成個性化生產,對現有製造業將形成極大沖擊。
「3D列印牙」 費用減少2/3
患者種一顆牙的費用從1.2萬至2萬元不等,傳統技術的花費包括三部分:手術費、種植體成本、假牙冠成本。其中僅牙冠部分,以現在最流行的烤瓷牙為例,成本大約在2000元至3000元;鎳鉻(即不銹鋼)牙冠也要1000多元。如果使用3D列印技術,總費用降低到約5000元。其中手術費變成診療費,大為降低,而且列印一顆牙加上材料費,成本只有50元左右。
本報訊(記者雷嘉)做一次CT,回家等兩天,牙醫就會拿出一顆與你原來失去的牙一模一樣的合金「3D列印牙」,無需麻醉和手術,往牙床里一塞,種牙就完成了——3D列印的科技浪潮已經進入口腔醫學,也許在不久的將來取代現在復雜而昂貴的種牙技術。北大口腔醫院主任醫師唐志輝大夫已經把生物3D列印技術應用於補種牙等口腔修復,並進行到了動物實驗階段,2至3年後有望被批准應用於人體。
時間比較
傳統補牙:要等約半年
現在採用的傳統種牙技術,患者拔牙後要先等3個月,等牙槽骨癒合後,再在牙槽骨上種植進一顆椎柱狀合金,即螺紋釘,以代替原來真牙的牙根,再等2到3個月,才能在螺紋釘上裝上假牙冠。整個過程耗時約半年,其間患者要來醫院三四次。
3D列印牙:最快只需3至4小時
患者拔牙後只要做一次「椎形束CT」,唐志輝就能獲得三維牙根數據,再用電腦軟體進行設計後,把數據傳給生物列印的專業工廠,3D列印機就能用鈦合金或氧化鋯列印出與真牙一模一樣的假牙。列印一顆鈦合金牙需要半天到一天的時間,而氧化鋯牙只需3至4小時。無需麻醉和手術,牙醫把假牙往患者的牙床里使勁一塞,種牙就完成了,與左右牙齒嚴絲合縫。
技術比較
傳統補牙:技術門檻高
唐志輝告訴記者,傳統種牙技術是一種復雜的手術,需要無菌環境的手術室,更需要牙醫掌握精密的技術,並積累一定經驗,否則一旦人造牙冠與合金牙根之間留下縫隙,細菌就會輕易進入人體,如果假牙與左右牙齒結合得不緊密,患者也會不舒適。就是對牙醫的技術和修復材料的技術要求都很高,國內一些小城市甚至至今不能做種牙,就連北京也不是每個醫院的口腔科都能做的。
3D列印牙:簡單培訓就能掌握
而3D列印的假牙有牙根,是一個無縫的整體,無需以骨材料填補骨與植入體之間的空隙,在普通牙科診室就能完成植入,普通牙醫經過簡單培訓就能掌握這項技術。
成本比較
傳統補牙:費用1.2萬至2萬元
患者種一顆牙的費用從1.2萬至2萬元不等,傳統技術的花費包括三部分:手術費、種植體成本、假牙冠成本。其中僅牙冠部分,以現在最流行的烤瓷牙為例,需要3克黃金,成本大約在2000元至3000元;鎳鉻(即不銹鋼)牙冠也要1000多元。
3D列印牙:總費用降到約5000元
如果使用3D列印技術,總費用降低到約5000元。其中手術費變成診療費,大為降低,而且列印一顆牙加上材料費,成本只有50元左右。
進展
3隻比格犬已經裝上「列印牙」
唐志輝的研究目前進行到了臨床前研究的動物實驗階段。他帶著幾名學生已經給三隻比格犬換上了3D列印的假牙,目前三隻狗都適應良好,沒出現不良反應。按照國家食品葯品監管總局的規定,用於人體的植入物要經過動物實驗,證明其安全性和有效性,同時植入物的生產廠家也要通過檢查。一切順利的話,2至3年後3D列印的假牙有望被批准用於人體。「但是現在已經有人強烈要求我給他們裝3D列印牙了,」唐志輝說,「比如(與我合作的3D列印)工廠的人,他們都相信自己的材料和技術。」
3D列印的「部件」植入人體在國內外都已經有先例。北醫三院骨科主任劉忠軍的相關研究已進入臨床觀察階段,為近40位患者植入了3D列印出的「骨骼」,用的也是鈦合金材料。
新技術的廣泛推廣尚待時日。除了國家規定的安全實驗環節,3D列印設備的發展也是重要一環。唐志輝他們使用的可不是普通幾萬元的3D列印機,而是價值數百萬元的高端金屬列印機,可用於國防軍工製造業,國內尚不能生產。
攝/本報記者耿蕾