女士車禍後額頭留下湯匙大的一塊缺損,醫生利用 3D 打印技術制作出高度吻合的修補片,並為其成功修復前額。
66 歲的劉女士因車禍導致顱骨損傷,雖經開顱手術撿回一命,但額頭上卻留下一塊缺損。
多年來,塌陷的額頭給劉女士身心造成極大困擾:由於腦組織失去顱骨的保護,她經常感到頭昏、頭痛 ; 害怕額頭受到外力擠壓,劉女士每天提心吊膽,不敢到人流密集的場所,甚至不敢乘車。
日前,劉女士來到武漢市武昌醫院神經外科,向王國波主任求助。在詳細瞭解患者情況後,王主任邀中南醫院專傢一起,為患者制定個性化的治療方案。
依照計劃,醫生首先利用高精度 CT 為患者進行顱骨掃描和三維重建,確定患者顱骨缺損的形狀和大小。接著,通過 3D 打印技術復原毀損部分,制作出修補片。最後,通過手術將修補片鑲嵌到患者缺損部位。
12 日上午,市武昌醫院神經外科王國波、中南醫院神經外科李正偉、吳曉輝三位專傢緊密協作,順利為患者實施顱骨修補手術。
目前,劉女士已拆除紗佈,前額恢復飽滿。
這麼厲害 ?3D 打印是個什麼鬼 ?
3D 打印 ( 3DP ) 即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D 打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用於制造模型,後逐漸用於一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建築、工程和施工 ( AEC ) 、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
3D 打印現在能做什麼 ? 小編查看瞭目前的十大經典應用,讓我們一起來看看,都有些什麼——
1 DIY 智能手機殼
芬蘭諾基亞於 2013 年 1 月公開瞭 Windows Phone"Lumia 820" 後蓋的 3D 數據 "3D-printing Development Kit"。用戶可以直接使用該數據,以喜歡的顏色進行 3D 打印,也可以定制圖案。數據包括組裝成品的 3D 數據 ( 下方藍色部件 ) ,以及 6 個構成組件的 3D 數據 ( 下方灰色部件 ) 。"Lumia 820" 的理念原本就是讓用戶自由換殼。在美國,這樣的後蓋售價為 25 美元。 ( 攝影:諾基亞 )
2 自制選配件
瑞典 Teenage Engineering 也公開瞭產品的 3D 數據,提供瞭用戶利用 3D 打印機制作部件的機會。該公司在官網上公開瞭音樂合成器 "OP-1" 選配件 ( 背帶部件等 ) 的 3D 數據。另外,3D 數據還可以通過 "Shapeways" 網站下載。用戶下載數據後,可自己利用 3D 打印機進行制作,也可以從 Shapeways 上購買利用 3D 打印機制作好的成型制品。當然也能買到企業提供的部件。例如,名為 "Pitch Bend" 的選配件 ( 下圖右上方紅色部件 ) ,在企業的直銷網站上售價為 9 美元,而在 "Shapeways" 上的成型制品有 4 種顏色,售價為 3.57 美元到 4.47 美元。 ( 照片提供:Teenage Engineering )
3 給用戶的設想賦予形狀
INCS ( 總部:東京 ) 經營的 3D 打印服務 "Inter Culture" 銷售 3D 打印機成型的各種商品。右下圖是裝點葡萄酒瓶的裝飾品。基本形狀由 INCS 提供,文字 ( Message ) 部分由用戶定制。左圖 ( 發射臺 ) 與中下圖 ( 運輸火箭的車輛 ) 是與萬代的 " 成年人的超合金 土星 5 號運載火箭 " 一同陳列的商品。運輸火箭車輛的誕生源於與消費者之間的意見交流。即便是銷量難以估計的產品,也可以使用 3D 打印機靈活地應對。
4 任何設計皆可
利用 3D 打印機可以設計出非常個性的產品。圖為 3D 打印機生產商美國 3D Systems 的關聯企業——荷蘭 Freedom Of Creation 通過 Web 網站銷售的凳子和燈罩。 ( 攝影:3D Systems )
5 制造世界上獨一無二的情人節巧克力
在 2013 年 2 月 2 日和 9 日舉辦的 " 贈送超高檔肖像巧克力 " 體驗活動上 ( 東京澀谷 "FabCafe" 與 K's Design Lab ( 總部:東京 ) 聯合主辦 ) ,參與者首先掃描自己的相貌,獲得 3D 數據,然後利用 3D 打印機制作原型 ( 左下圖 ) 。把原型轉印到矽膠模後,隻需註入巧克力待其凝固,即可得到酷似自己長相的巧克力 ( 右下圖 ) 。參加的近 20 位女性都是從未接觸過 3D 打印機的普通消費者。通過 3D 打印機,以前無法想象的服務也可以提供給一般消費者。這個體驗活動據說還受到瞭著名巧克力制造商的關註。3D 打印機在食品加工領域今後也有望得到更多活躍的機會。
6 藝術傢歡欣鼓舞
藝術傢也開始使用 3D 打印機。右圖是雕刻傢名和晃平的作品。這是 2012 年在韓國展出的高 13× 寬 15× 縱深 12m 的巨型作品《Manifold》的 1/30 模型,成型采用 3D 打印機。制作微縮模型是為瞭研究光線效果和仰望時的感受。作品前方是人的 1/30 模型,通過制作微縮模型,可以對展示方式進行模擬探討。
7 讓觀展者親手觸摸的石器復制品
2013 年 2 月 2 日~3 月 17 日舉辦的 " 驚天博物館藏品展——好奇心穿越時空、跨越世界 " ( 明治大學博物館、南山大學人類學博物館、名古屋市博物館聯合策劃 ) 展出瞭埼玉縣砂川遺跡出土的舊石器時代石器 ( 國傢指定重要文化財產 ) ( 下圖 ) 。主辦單位利用 3D 打印機制作瞭石器的復制品,提供給觀展者提供瞭親手觸摸。考古學、文化財產等領域同樣是 3D 打印機活躍的舞臺。 ( 攝影:明治大學博物館、名古屋市立大學研究生院藝術工學研究科 )
8 幫助醫生提高技能
醫療機構也在加大對 3D 打印機的利用。骨骼立體模型 ( 下圖 ) 除瞭外觀形狀之外,還重現瞭切斷時的質感。通過使內部達到多孔的效果,使用樹脂材料可以得到與實際骨骼相同的觸感。內臟的立體模型 ( 右下圖 ) 是根據患者的 CT 掃描數據,利用 3D 打印機制作的立體模型。通過使用透明材料,血管、病灶等內部情況清晰可辨。在向患者說明病情和手術參照等用途中已經得到瞭應用。 ( 攝影:FASOTEC 醫學工程中心 )
9 驗證醫療器械的功能
對於熟悉醫療器械的功能和操作練習,各式各樣人體仿真模型必不可少,腹腔鏡手術使用的骨盆仿真模型 ( 左下圖 ) 和胸腔鏡手術使用的仿真模型 ( 右下圖 ) 等都已經投入瞭實用。不隻是醫生,這也是醫療器械企業需求強烈的用途。 ( 攝影:FASOTEC 醫學工程中心 )
10 留下腹中胎兒的成長記錄
Fasotec 的醫學工程中心於 2012 年 7 月,與婦產科診所廣尾 Ladies ( 東京惠比壽 ) 合作,啟動瞭名為 " 天使之形 " 的 3D 打印服務。服務的內容是通過 MRI 拍攝孕婦腹部,母體用透明樹脂、胎兒用白色樹脂成型 ( 左下圖 ) ,或是使用在廣尾 Ladies 接受診斷時的 3D 超聲波圖像,對胎兒進行局部成型 ( 右下圖 ) 。前者的價格約為 10 萬日元,後者約為 5 萬日元。