龙8国际娱乐手机客户端_龙8国际娱乐官网_龙8手机版客户端官网下载

搜索
 找回密码
 立即注册
查看: 316|回复: 4

三维打印与口腔医学

[复制链接]

50

主题

50

帖子

164

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
164

活跃会员热心会员推广达人宣传达人灌水之王突出贡献优秀版主荣誉管理论坛元老

发表于 2017-9-20 18:28:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
  和MRI等广泛应用,数字医学在20世纪中叶以后逐渐展现其优势,影响着基础医学和临床医学的发展,在数字化时代中人类生活的各个方面都发生着巨大变化,数字医学或数字口腔医学为临床医师提供了众多机遇和挑战,三维打印技术或称增材制造技术的应用已逾30年,近10余年来三维打印技术有了长足的发展,三维打印机价格下降、大量开源大数据工具的应用以及各领域众多富有创新和创新能力的研究者等结合在一起不断突破三维打印技术的极限,使三维打印显示出惊人的潜力。
  三维打印技术涉及CT、MRI以及其他数字扫描成像等数字影像及其三维重建、计算机辅助设计与辅助制作、材料学的发展和应用等众多领域,除医学领域外,其在航空、工程、日用品生产、教育、艺术品和食品生产等领域也有大量应用。在医学领域中三维打印技术的研究与应用可以划分为较成熟的应用、接近临床的应用以及尚需要深入研究的应用3种类型。
  正如许多数字化装备改变了我们的生活,数字化设施也正在改变医学,包括医学思维、临床实践以及相关的基础研究和教学活动,CT、MRI、正电子发射计算机体层扫描术等技术的应用提高了临床诊断能力,使医师对了解人体内部情况的变化在定性和定量方面都有了长足的进步,充分合理地应用各种数字化手段可以显著提高诊断和治疗能力。三维打印制作模型或导板已经是应用较为成熟的技术,在医学领域中应用最早、最多的是在颅颌面部,由于头颈部解剖结构复杂,在影像学基础上利用模型进一步深入了解病情,在颅颌面部肿瘤切除、创伤治疗、颌骨缺损修复以及整形等治疗中,制定更完善的治疗计划,在三维打印模型上模拟手术和进行手术训练比利用计算机模拟手术更加有效,可以使临床医师尤其是低年资、缺乏经验的医师对于病变情况、手术过程及术中应注意的问题更加心中有数;尽管有越来越多的术中实时和临床应用研究的报道问世,但模板仍然是辅助手术的有利工具。利用手术导板在手术过程中,可使手术更精准,可指导肿瘤切除和骨移植就位等修复重建工作;在种植外科中应用模板可辅助确定种植体植入的和角度,对种植修复的推广应用提供了指导和帮助;在颅颌面缺损部位利用镜像技术设计修复,利用模型预先塑形固定钛板或钛网,或在切取腓骨瓣后帮助塑形,可缩短手术时间,对损伤或缺损严重、涉及双侧毁损的病例无法应用镜像技术,可以利用数据库中资料结合计算机辅助设计完成修复和整形手术,还可以利用模型更方便地帮助医师与患者进行沟通;在高精度薄层CT或MRI扫描的基础上,分辨识别并用不同颜色分开骨骼、血管和肿瘤等打印制作出的模型,显示直观清晰,不仅便于临床医师应用,也为教学工作带来很大便利,丰富了教具,弥补了解剖材料的不足,提高了教学质量。
  在口腔医学中的口腔颌面外科、修复科、正畸科、牙周科以及种植外科、颅颌面外科、整形外科等领域中应用三维打印技术均有着广阔的前景,已有报道应用电子束熔融技术(electron beam melting, EBM)制作修复体修复半侧颌骨缺损和下颌骨节段性缺损,牙冠、义齿修复、个性化种植体和正畸托槽等制作均适于应用三维打印技术,三维打印不仅可以赋予修复体复杂、个性化的外形,还可以使修复体具有相应的内部特征,应用适当的材料可以逐步降解、促进生长,调整材料特性延迟吸收以形成整体修复,通过修复体的设计还能改变修复体的生物力学特征,使修复体更加适应机体内的情况。
  利用三维打印技术制作植入人体的各类修复体距离临床应用还有一步之遥,三维打印是与以往减材制造不同的工艺方法,而且三维打印还有多种形式,不同的工艺处理对于不同生物材料理化性能的影响不同,目前在口腔临床医学中可能用于三维打印制作植入修复体的材料主要是金属,也可能有陶瓷或高材料,三维打印金属或非金属材料的理化性能、生物力学性能和生物相容性已有报道,尽管各项研究存在差异,但钛或钛合金以及其他一些临床常用材料具有与减材制造工件相似的性能,为临床应用奠定了基础。无论哪类修复体的设计,均非简单利用镜像和模拟技术即可解决,除外形设计之外,三维打印的修复体内部结构有可能更符合生理要求,如骨缺损修复体可以设计成从骨皮质到骨松质疏密渐变,内部网格空隙的合理设计还有助于修复体弹性模量的调整,这需要多学科联合攻关。应用锻压、铸造或数控精密机床加工获得的颌骨缺损修复体、人工关节、牙冠或牙齿支架等的理化和生物力学性能是已知且各有不同要求,应用三维打印技术制作获得的不复体理化和生物力学性能至少应等同或优于以往,为此还应进行深入细致的研究,对于三维打印应有全面、深入的了解,如烧结温度对于工件形态学和机械力学特征的影响,加工工艺对于工件尺寸精度和表面精度的影响,早期制作的工件由于密度低,其负重性能较差。利用三维打印直接处理氧化锆制作冠或修复体有难度,用激光烧结瓷粉或预烧结瓷粉可以产出多孔结构却难以达到理想的高密度,而且对于各向异性的收缩尚有争议,目前主要用改良的玻璃陶瓷制作生物活性组织支架,将瓷粉制成瓷浆则可获得致密度良好的瓷结构,利用粉床喷墨打印,真空渗透,也可以获得高密度和足够的强度,良好、合理的理化和生物力学性能是获得良好临床治疗效果的基础。
  在进入临床应用植入人体修复颅颌面骨缺损或牙齿修复和辅助完成牙周、正畸治疗之前,除应研究相应材料及其经不同工艺处理后的理化性能和生物相容性、构建和完善修复体设计和制作流程,还须考虑建立和确定相应的修复体标准、完善的后处理及消毒等措施及质量检验标准,在国内外文献中都强调临床应用三维打印修复体应获得有关部门机构批准的重要性和必要性,临床医师在应用时须遵守相关。目前,国内在三维打印制作三类植入修复体的标准、准入许可和批准一些生物材料如聚醚醚酮(polyetheretherketone)的临床应用尚处于空白,2013年聚醚醚酮材料在美国被批准作为三维打印的材料制作颅颌面骨缺损修复体修复大型颅颌面骨缺损,并扩展用于非负重的颌面骨缺损修复,美国食品药品监督管理局还批准应用可吸收材料制作气管状修复体作为夹板治疗支气管软化,可以期待在众多研究的基础上,经有关部门批准后,三维打印技术将在医学领域中广泛应用,于患者。
  科学技术的飞速进步将带来一场,应用三维打印技术能提高临床应用研究和基础研究的能力,它提供了让想象付诸实践和创新的机会,例如种植外科已经广泛开展,但还存在着技术改进的空间,个性化种植体的设计、制作及其表面粗糙利于种植体骨结合的研究将有利于拓宽思。
  三维生物打印将成为再生医学和组织工程中的重要工具,有助于满足持续增长的和组织缺损修复的需求,能生成以生物材料为基础的理想结构,含有活细胞、生物活性合理空间分布的修复体,可提供促进组织再生甚至取代器官的潜力,但是再生医学、三维打印、虚拟现实等研究的进展要实实在在改变现行、传统的医学或口腔医学还需假以时日,目前尚无一种生物材料能满足所有的理化、力学和生物标准。人体组织常包含多种细胞并具有高度性,三维生物打印可以产生类似组织样结构,同时含有两种以上的细胞,如三维打印形成的皮肤组织,将角质细胞和成纤维细胞逐层打印,模拟表皮和真皮层,具有类似人皮肤组织的形态学和生物学应答。牙齿再生是国内外学者关注的热点,牙齿组织结构复杂、具有各相异性的机械力学特征及参差分布的不同类型细胞,应用常规技术难以模拟这种复杂的三维结构,三维打印技术提供了解决此类问题的可能;组织工程中的血管化问题一直是个难点,利用三维生物打印技术将内皮祖细胞和骨髓基质干细胞置于支架内,6周后发现在支架富含骨髓基质干细胞处有丰富的骨组织形成,而在另一细胞分布处形成丰富的血管,提示可以通过控制生物打印支架中不同类型细胞分布预期的组织形成,还有学者在打印成形的支架上打印双层血管平滑肌细胞和皮肤纤维细胞。Poldervaart等成功利用细胞外基质材料打印三维细胞和血管化组织,形成1 cm厚的类组织块,多材料、多细胞以及控制生物活性因子打印,利用三维生物打印控制细胞外,这些技术的进步对于组织工程研究具有重要意义。
  生物墨水是生物打印的一个关键因素,常用的生物墨水可以是聚合物,在打印中为细胞提供作用,形成适当的化学和生理,三维生物打印结构的完整性和细胞按需长,常用的有聚氧化乙烯、聚乙二醇、明胶、海藻酸盐、透明质酸、胶原等生物材料,对于挤压式打印,生物墨水应具有足够的黏弹性,同时还应有自稀释和自固化特性,这样才能使材料在较低的喷嘴压力下挤压成细丝状并细胞处于生理压力下成型,获得高度坚固的打印结构。目前这些用于三维生物打印的合成或天然材料各有优缺点,都不是十分理想,进行材料改性研究或探索和发现新材料应是下一步工作的重点。
  由于口腔医学的一些特殊性,三维打印技术还需要完善和成熟并克服一些缺点,如由于是逐层打印,最后工件可能出现阶梯状,除非将层厚降低至非常薄,表面才会光滑,这样就增加了打印时间,因此提高打印速度是努力攻关的一个方面。在打印牙冠等结构时需要支撑结构,在完成后再去除,制作工艺的改良对于普及应用非常重要,对于口腔医学领域常用的材料如氧化锆等的三维打印制作还需要三维打印机以及相应软件的进一步改进,在口腔修复、正畸和牙周等学科的临床应用中,最好应有牙科专用的三维打印机,应充分了解三维打印的优缺点、限度,将优点发挥至极限,将缺点在最小程度,方能更好地服务于口腔医疗。同时,三维打印机也是生物打印的另一关键因素,目前最常用的是喷墨基础的打印机和挤压式打印机,前者以非接触式按需滴的方式逐层打印,常用改良或常规的喷墨打印机,由热或压电驱动,按显微刻度精确的,通过喷嘴喷出微滴,此过程中细胞于热或机械压力下,喷墨打印能快速打印较大面积或体积的工件,但要求低黏滞度合成物生物墨水(3.5~12.0 mPa/s)和低细胞密度(106/ml)的工件,若喷墨打印机方式单独用于三维生物打印将受到,需要进一步研究改进。目前,三维生物打印多用挤压式打印机,它依靠气压或机械系统(螺旋或活塞驱动)将材料压出成形,此种技术可以使用黏滞度范围更大的生物墨水和高细胞密度,可以使用细胞团块或组织球以及多种生物材料,目前该技术已经可以实现以多种生物材料和细胞构建类似天然组织层级结构的复杂结构,但精度稍低,期待喷墨式生物打印机的改进及适宜的生物材料的开发,以使生物打印应用在再生医学和组织工程研究中发挥更大作用。新一代的三维打印技术可能融合多种材料,实现确切的个性化定制,在打印速度、制造物尺寸等方面提高和完善,可靠性增强,而新的合成材料、生物材料的开发有助于实现多种材料的三维打印。
  显然,三维打印的研究和应用需要我们转变观念,在传统技术和新技术应用的矛盾和转换中去粗取精、发掘潜能,合理应用新技术,掌握尽可能多的知识并能交叉融合,将口腔医学、细胞生物学、基因科学、生物医学工程、材料科学等紧密结合。在不远的将来,三维打印技术也许会为改变世界做出贡献,中国学者不能满足于作为新技术的跟随者,还应努力在三维打印技术发展应用的进程中成为引领者。
回复

使用道具 举报

0

主题

7

帖子

14

积分

新手上路

Rank: 1

积分
14
发表于 2017-9-22 15:59:25 | 显示全部楼层
新博娱乐,亚洲最全面最大独立娱乐平台。新博娱乐汇聚业内英才,将最新、最精彩的娱乐资讯和技术完整呈现。
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

9

帖子

18

积分

新手上路

Rank: 1

积分
18
发表于 2017-9-24 08:48:03 | 显示全部楼层
是澳门赌场旗下最受欢迎的一个网络赌场平台,通过888真人娱乐进行的一系列的活动都是受到严格的约束的,所以说888真人官网会给大家提供最为纯净的赌场环境。
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

7

帖子

14

积分

新手上路

Rank: 1

积分
14
发表于 2017-10-1 04:39:37 | 显示全部楼层
为所有用户提供了游戏、社交一体化服务,努力为行业的健康发展贡献自己的力量,因此,我们把握好游戏玩家们对于产品的需求,随时转变产品研发的重点,瑞博娱乐丰富多彩。
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

11

帖子

22

积分

新手上路

Rank: 1

积分
22
发表于 2017-10-4 20:41:52 | 显示全部楼层
是一家绝佳体育平台,大奖娱乐pt手机客户端有着全球最顶级的PT娱乐场,信誉好,结算快,秒提款。打老虎机公司成立于2006年,是一家
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

Archiver手机版小黑屋

Powered by  

龙8国际娱乐手机客户端

    Copyright © 1996 - 2016

龙8国际娱乐手机客户端

快速回复 返回顶部 返回列表