作為新生事物的3D打印技術(shù)，將給藥物研究和生物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。許多新的方法諸如藥物制作、配送支持以及輔助醫(yī)療研究等技術(shù)都將被采用。接下來(lái)讓我們來(lái)探索它是如何運(yùn)作的。
3D打印技術(shù)雖然已經(jīng)存在很多年了，但主要還是應(yīng)用在制造業(yè)，這種類型的打印，也成為立體光刻，可以通過(guò)融合不同的材料一層層的來(lái)打印各種東西，可將數(shù)碼3D圖像打印成一個(gè)真實(shí)的物體。在過(guò)去的15年里，3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到醫(yī)療行業(yè)，比如按用戶需求打印假肢或牙齒等等。而現(xiàn)在，3D打印技術(shù)將可能有機(jī)會(huì)應(yīng)用于個(gè)性化醫(yī)療當(dāng)中。
新藥物的研發(fā)可以通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)大大提高效率，比僅僅市打印塑料或是金屬物體那么簡(jiǎn)單，想象一下，打印藥丸或是人體器官和組織，這就可以使制藥公司以更安全和更低成本的方式來(lái)測(cè)試新的藥物，這種技術(shù)似乎目前的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)到，并且比以往任何時(shí)候都更加接近。
整體醫(yī)療水平將會(huì)提高
與其他行業(yè)相比，3D打印技術(shù)在醫(yī)療保健行業(yè)的應(yīng)用還不是很廣泛。專家認(rèn)為，在投資額高達(dá)7億美元（約合人民幣46億元）的3D打印技術(shù)領(lǐng)域，醫(yī)療保健僅占1.6%，這一比例將在未來(lái)10年增長(zhǎng)到21%。
最新研究結(jié)果顯示，健康和醫(yī)療行業(yè)發(fā)展迅猛。市場(chǎng)調(diào)查公司MarketsandMarkets.com稱，預(yù)計(jì)到2020年，在醫(yī)療保健中應(yīng)用3D打印技術(shù)的市值將達(dá)到21.3億美元（約合人民幣138億元）。比如牙科行業(yè)的商業(yè)化運(yùn)作已經(jīng)非常成功，隱適美公司預(yù)計(jì)每天都會(huì)有50000個(gè)客戶定制化牙齒矯正器使用3D打印機(jī)打印出來(lái)。
3D打印技術(shù)通過(guò)另外四種方式將永久改變醫(yī)療行業(yè)。
1、個(gè)性化的藥方
3D打印技術(shù)可以加入一個(gè)全新的方法來(lái)制造定制化藥物，專家和研究人員的想法是制造定制化的3D打印口服藥，這時(shí)最簡(jiǎn)單的方法。醫(yī)學(xué)撰稿人C. Lee Ventola已經(jīng)對(duì)此進(jìn)行了廣泛的研究，她出版的《3D打印的醫(yī)療：現(xiàn)狀和未來(lái)的使用》中寫(xiě)道：個(gè)性化的3D打印藥物適用于對(duì)同種藥物反應(yīng)不同的各類患者。
2、獨(dú)特的劑量
3D打印技術(shù)也可以用來(lái)生產(chǎn)獨(dú)特劑量的藥物，這一過(guò)程是通過(guò)噴墨式3D打印技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。據(jù)專家介紹，他可能對(duì)傳統(tǒng)藥物制造行業(yè)是一個(gè)挑戰(zhàn)，該工藝制造的新型制劑已經(jīng)過(guò)多種藥物測(cè)試，隨著時(shí)間的推移，我們將看到更多的創(chuàng)新。
3、更復(fù)雜的藥物釋放曲線
藥物釋放曲線可以顯示明藥在患者體內(nèi)分解的時(shí)間，親自設(shè)計(jì)和打印藥品更容易了解它們的釋放曲線。3D打印技術(shù)可以打印個(gè)性化的藥物，通過(guò)分層打印帶有粘合劑粉末基底，便于有針對(duì)性控制藥物釋放，這就給活性成分之間創(chuàng)造了屏障，讓研究人員能夠更緊密的研究釋放的變化。作為藥品生產(chǎn)企業(yè)，他們開(kāi)始意識(shí)到這對(duì)他們制造更有效的藥物是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)，在未來(lái)幾年里，他們會(huì)在增加在該領(lǐng)域的研究和投資。
4、打印活體組織
雖然當(dāng)前還不能全面迅速的實(shí)現(xiàn)，但是專家預(yù)測(cè)，在20年內(nèi)將實(shí)現(xiàn)真正的全功能3D打印心臟。而現(xiàn)在3D技術(shù)的難點(diǎn)在于打印復(fù)雜的血管。據(jù)Wake Forest再生醫(yī)學(xué)研究所主任 Tony Atala說(shuō)，每個(gè)器官的復(fù)雜程度不同，一些組織比較容易打印，比如皮膚。但是打印心臟、肝臟和腎臟這樣復(fù)雜的器官就比較困難了。
生物打印公司BioBots希望替換大型復(fù)雜的傳統(tǒng)設(shè)備，而使用小型、低成本的桌面打印機(jī)來(lái)打印活細(xì)胞。聯(lián)合創(chuàng)始人Danny Cabrera解釋說(shuō)，他們的設(shè)備可以用人體細(xì)胞來(lái)構(gòu)建3D活體組織模型，他還解釋了自己公司的打印機(jī)用于開(kāi)發(fā)臨床使用的藥物，并通過(guò)現(xiàn)有的藥品行業(yè)銷(xiāo)售渠道進(jìn)行推廣。
接下來(lái)將會(huì)發(fā)生什么
在3D打印技術(shù)成為一種常見(jiàn)的醫(yī)療業(yè)務(wù)之前仍然存在一些問(wèn)題，首先對(duì)于多數(shù)準(zhǔn)備開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的公司來(lái)說(shuō)，所需投資的規(guī)模就是一個(gè)挑戰(zhàn)，另外，據(jù)Ventola稱，打印藥物的概念通常媒體都會(huì)一帶而過(guò)，在實(shí)際操作中所花費(fèi)的大量資金和時(shí)間也常常被低估，公眾對(duì)此項(xiàng)創(chuàng)新的期待值還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
此外還有安全問(wèn)題，由于該項(xiàng)技術(shù)過(guò)于先進(jìn)，3D打印還缺乏監(jiān)管。Ventola寫(xiě)到：所謂“車(chē)庫(kù)生化實(shí)驗(yàn)室”的存在，有可能促進(jìn)生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新，這些實(shí)驗(yàn)往往都是秘密進(jìn)行的，從而避免了執(zhí)法部門(mén)的干擾，盡管這項(xiàng)研究在技術(shù)上是合法的。
科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到3D打印技術(shù)在醫(yī)療保健行業(yè)存在著多重機(jī)遇，雖然還需要進(jìn)行大量的工作， Ventola認(rèn)為，我們實(shí)現(xiàn)這一愿望只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題，她還寫(xiě)到“盡管實(shí)現(xiàn)3D打印器官技術(shù)還處于起步階段，但是目前取得的成果還是非常樂(lè)觀的”。