‘壹’ 3d打印种植牙可行吗
这个是可行的。国外已有实例。国内在北京、上海试点。
应对“第三次工业革命”,智能制造生物3D打印技术迎来产业化契机——
种牙,3D打印一次成型
本报讯(记者 童曙泉)种植牙前,先3D打印一颗与牙槽严丝合缝的牙模型;骨损伤手术前,先3D打印一个1:1的骨骼模型;利用活的细胞进行纳米级的3D打印,可以制造出心脏瓣膜、皮肤、耳朵……
在市科委新材料发展中心日前组织召开的北京生物三维(3D)打印前沿技术研讨暨成果对接会上,来自清华大学、北医三院等单位的生物制造技术专家,描述了“生物3D打印”智能制兆塌造的技术进展和广泛应用前景。依赖生物领域的3D打印技术,“制造业”将重回北京经济版图,以“智能制造”的形式成为新的经济增长点。
北大口腔医院主任医师唐志辉告诉记者,他们已经开始动物实验,用生物3D打印技术完族好圆成补种牙等口腔修复。对补种牙的人来说,这意味着可以获得一颗和之前几乎一模一样的牙齿。
传统补种牙手术前,需要先等上几个月,等患者牙槽骨伤口愈合,然后在牙槽骨上打一颗固定假牙用的“螺纹钉”,再过几个月才能在这个“螺纹钉”上安装假牙。整个过程患者至少需要跑三四趟医院,花费大约半年时间。如果需要填补修复牙槽骨,耗时会更长。
应用新的生物3D打印技术,患者如需要补种植牙,只需要在医院的口腔门诊拍摄X光片,3D数据可以同步传送到郊区的某个工厂,3D打印设备立刻就能用骨质材料进行打印,牙冠部分和原来一样,并与两边牙齿紧密结合。即使加上中间的运输等过程,患者也可以在几天内就种上新牙。
“更重要的是,3D打印的牙齿有自己的牙根,与牙窝严丝合缝,无需额外填补骨材料。”唐志辉介绍,也无需制备植牙孔固定,几乎没有新的创伤,患者会觉得重新“长”出一颗自己的牙。新的技术使手术更简单,种一颗牙的费用也有望从目前的1.5万元左右下降到5000元。
唐志辉透露,待国家有关部门批准后,这一技术将在人体上试用。半年内有望在小范围内试用,批量生产和应用大约还需要至少一年多时间。(下转第二版)
(上接第一版)这一生物3D打印技术可不光用在种植牙上,也可以用于制作个性化的人工膝关节、髋关节等。比3D打印牙齿更高级的,还有清华大学孙伟团队在国内率先实现的单个细胞生物3D打印,通过细胞组装,模仿天然组织和器官的结构。这样的活细胞3D打印,需要将打印喷头控制在纳米(十亿分之一米)级,通过细胞直接装配组织器官,或是在计算机控制下将干细胞等与基质材料、生长因子等一起构成微滴单元,装配成三维结构后,在实验室最终培养成所需的皮肤、心脏瓣膜等组织和器官。目前,这个团队已经成功制成兔桡骨、人工耳朵等产品。活性大段人工骨的3D打印技术,已经开始申报临床实验批号。
新材料发展中心主任肖澜告诉记者,目前北京的生物3D打印技术刚刚起步,研发与应用相对脱节,制约了技术、产业的发展进程。“希望通过搭建产、学、研、用的互袜洞动桥梁,促进各方紧密合作,推进相关产业快速发展。”据他估计,未来几年,这一产业规模有望达到数百亿元。
据了解,3D打印已列为美国重振制造业的三大支柱之一,美国政府不但建立了相应的国家创新研究所,还计划首期投入5亿美元用于研发和产业化。作为制造业迅速发展的一项新兴技术,以3D打印为代表的智能制造被誉为“第三次工业革命的重要标志之一”。大规模生产后,由于智能制造完全可用相对低廉的成本完成个性化生产,对现有制造业将形成极大冲击。
“3D打印牙” 费用减少2/3
患者种一颗牙的费用从1.2万至2万元不等,传统技术的花费包括三部分:手术费、种植体成本、假牙冠成本。其中仅牙冠部分,以现在最流行的烤瓷牙为例,成本大约在2000元至3000元;镍铬(即不锈钢)牙冠也要1000多元。如果使用3D打印技术,总费用降低到约5000元。其中手术费变成诊疗费,大为降低,而且打印一颗牙加上材料费,成本只有50元左右。
本报讯(记者雷嘉)做一次CT,回家等两天,牙医就会拿出一颗与你原来失去的牙一模一样的合金“3D打印牙”,无需麻醉和手术,往牙床里一塞,种牙就完成了——3D打印的科技浪潮已经进入口腔医学,也许在不久的将来取代现在复杂而昂贵的种牙技术。北大口腔医院主任医师唐志辉大夫已经把生物3D打印技术应用于补种牙等口腔修复,并进行到了动物实验阶段,2至3年后有望被批准应用于人体。
时间比较
传统补牙:要等约半年
现在采用的传统种牙技术,患者拔牙后要先等3个月,等牙槽骨愈合后,再在牙槽骨上种植进一颗椎柱状合金,即螺纹钉,以代替原来真牙的牙根,再等2到3个月,才能在螺纹钉上装上假牙冠。整个过程耗时约半年,其间患者要来医院三四次。
3D打印牙:最快只需3至4小时
患者拔牙后只要做一次“椎形束CT”,唐志辉就能获得三维牙根数据,再用电脑软件进行设计后,把数据传给生物打印的专业工厂,3D打印机就能用钛合金或氧化锆打印出与真牙一模一样的假牙。打印一颗钛合金牙需要半天到一天的时间,而氧化锆牙只需3至4小时。无需麻醉和手术,牙医把假牙往患者的牙床里使劲一塞,种牙就完成了,与左右牙齿严丝合缝。
技术比较
传统补牙:技术门槛高
唐志辉告诉记者,传统种牙技术是一种复杂的手术,需要无菌环境的手术室,更需要牙医掌握精密的技术,并积累一定经验,否则一旦人造牙冠与合金牙根之间留下缝隙,细菌就会轻易进入人体,如果假牙与左右牙齿结合得不紧密,患者也会不舒适。就是对牙医的技术和修复材料的技术要求都很高,国内一些小城市甚至至今不能做种牙,就连北京也不是每个医院的口腔科都能做的。
3D打印牙:简单培训就能掌握
而3D打印的假牙有牙根,是一个无缝的整体,无需以骨材料填补骨与植入体之间的空隙,在普通牙科诊室就能完成植入,普通牙医经过简单培训就能掌握这项技术。
成本比较
传统补牙:费用1.2万至2万元
患者种一颗牙的费用从1.2万至2万元不等,传统技术的花费包括三部分:手术费、种植体成本、假牙冠成本。其中仅牙冠部分,以现在最流行的烤瓷牙为例,需要3克黄金,成本大约在2000元至3000元;镍铬(即不锈钢)牙冠也要1000多元。
3D打印牙:总费用降到约5000元
如果使用3D打印技术,总费用降低到约5000元。其中手术费变成诊疗费,大为降低,而且打印一颗牙加上材料费,成本只有50元左右。
进展
3只比格犬已经装上“打印牙”
唐志辉的研究目前进行到了临床前研究的动物实验阶段。他带着几名学生已经给三只比格犬换上了3D打印的假牙,目前三只狗都适应良好,没出现不良反应。按照国家食品药品监管总局的规定,用于人体的植入物要经过动物实验,证明其安全性和有效性,同时植入物的生产厂家也要通过检查。一切顺利的话,2至3年后3D打印的假牙有望被批准用于人体。“但是现在已经有人强烈要求我给他们装3D打印牙了,”唐志辉说,“比如(与我合作的3D打印)工厂的人,他们都相信自己的材料和技术。”
3D打印的“部件”植入人体在国内外都已经有先例。北医三院骨科主任刘忠军的相关研究已进入临床观察阶段,为近40位患者植入了3D打印出的“骨骼”,用的也是钛合金材料。
新技术的广泛推广尚待时日。除了国家规定的安全实验环节,3D打印设备的发展也是重要一环。唐志辉他们使用的可不是普通几万元的3D打印机,而是价值数百万元的高端金属打印机,可用于国防军工制造业,国内尚不能生产。
摄/本报记者耿蕾