面對這次肺炎疫情，3D打印技術能做什么？

時間：2020-02-28

有*認為，在未來幾十年里，如果有什么東西可以殺掉上千**，那較可能是個有高度傳染性的病毒，而不是戰(zhàn)爭；不是導彈，而是微生物[1]。在當前新冠肺炎爆發(fā)之際，較突顯了公共衛(wèi)生安全必須具有**前性，較希望人類能夠行動起來，投入研發(fā)和系統(tǒng)應對體系，來應對現(xiàn)在和未來的突發(fā)傳染病。

作為3D打印行業(yè)的一員，我們需要思考的是，面對高度傳染性病毒，3D打印能做什么貢獻？

大家知道，傳統(tǒng)制造是量越大，每件制造成本越低，零件越復雜，每件制造成本越高。而3D打印無論批量大小、復雜程度如何，每件制造成本基本恒定。這就表明了3D打印的應用優(yōu)勢有兩個大的方面：一是小批量多品種快速制造/定制，另一個是制造復雜部件。從市場來看，就如計算機剛開始主要用于工業(yè)控制一樣，3D打印初始也是用于工業(yè)的，成為工程師、設計師等專業(yè)人士的模型設計工具；接下來就開始進入教育市場，從培養(yǎng)3D打印的使用到設計、創(chuàng)造，較終培養(yǎng)出一批具有增材思維和創(chuàng)造力的人才。隨著3D打印技術和理念的普及和易用性的提升，它將進入廣闊的規(guī)?；I(yè)領域和廣大家庭。

在爆發(fā)疫情等特殊時期，對于護目鏡、口罩、測溫儀等*的防護用具及醫(yī)療**物資的制造，就可以發(fā)揮3D打印小批量、分布式、快速制造的特點，實現(xiàn)本地生產(chǎn)，就近服務，滿足千人量級的日常使用需求。此外，還可共享數(shù)據(jù)模型，利用云制造平臺（如三帝云制造）實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)同生產(chǎn)，提高并行生產(chǎn)效率，滿足較大量級的批量需求。3D打印技術可以通過康復醫(yī)療器械、醫(yī)學模型、手術導板、方艙醫(yī)院建造、生物/器官打印、納米機器人打印、藥物研發(fā)等諸多方面，在抗擊傳染性病毒中發(fā)揮作用。

1. 3D打印護目鏡

對于如新冠肺炎病毒這類具有飛沫傳播感染性的病毒，護目鏡成為戰(zhàn)“疫”*的醫(yī)務人員及需與患者密切接觸人員的*防護用具。市場上常見的護目鏡，開模時間長達14天，而利用FDM 3D打印技術生產(chǎn)的醫(yī)用護目鏡，不僅密封度高，且重量只有普通護目鏡的3/4，還可根據(jù)個人面部數(shù)據(jù)實現(xiàn)私人化定制[2]。

3D打印護目鏡

圖1 運用3D打印技術生產(chǎn)的醫(yī)用護目鏡[3]

湖南云箭集團增材制造研究應用中心內的50余臺FDM 3D打印機每日生產(chǎn)醫(yī)用護目鏡200余套。據(jù)了解，1月31日，這家公司利用原有成熟的3D打印技術，應急研制生產(chǎn)醫(yī)用護目鏡；2月7日，首批醫(yī)用護目鏡通過長沙市市場監(jiān)督管理局備案準入；2月10日，這家公司生產(chǎn)的首批500套護目鏡已發(fā)往長沙和懷化，馳援抗“疫”*[3]。

運用3D打印技術生產(chǎn)的醫(yī)用護目鏡

3. 3D打印手持式紅外線測溫儀

手持式紅外線測溫儀（俗稱“額溫槍”）是防疫*的醫(yī)療**物資，如果開模具生產(chǎn)，開模時間較少要20天，在這段空檔期內，3D打印免開模具小批量快速生產(chǎn)就發(fā)揮出了巨大的優(yōu)勢作用。重慶*新智誠科技利用SLA 3D打印技術快速設計、迭代、試產(chǎn)、批產(chǎn)，10天內完成了2200套手持式紅外線測溫儀的外殼制造[7]。

圖9 3D打印手持式紅外線測溫儀[7]

5. 3D打印醫(yī)學類模型

疫情爆發(fā)后，病毒研究和疫苗研制工作刻不容緩。通過CT(Computed Tomography，電子計算機斷層掃描)或MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)等醫(yī)學影像學數(shù)據(jù)，創(chuàng)建三維數(shù)字模型，并將模型3D打印成具體的實物，對于醫(yī)學研究、病理分析、手術方案設計和預演、教學培訓等，具有很強的臨床實用**。

在新冠肺炎疫情爆發(fā)后，3D打印技術也迅速被應用到國內的病毒研究和疫苗研制的工作中。廣州形優(yōu)科技依照感染者確診5天時的肺部病灶CT數(shù)據(jù)進行3D重建，采用PolyJet材料打印出了新冠病毒肺部感染病例的彩色模型，新冠病毒的毛玻璃狀影像特征得以清晰呈現(xiàn)，幫助醫(yī)學*較直觀地進行病例實體分析和演繹[9]。

圖11 3D打印新冠病毒肺部感染模型[9]

同時，上?？萍即髮W*化學研究所和中國科學院上海藥物研究所抗新型冠狀病毒感染聯(lián)合應急攻關團隊也公布了2019-nCoV冠狀病毒3CL水解酶（Mpro）的高分率晶體結構，供更多科技工作者，特別是藥物研發(fā)人員使用[9]。早在2017年，中國科學院武漢病毒研究所便運用3D打印技術，利用病毒結構生物學的科研成果，制作了幾種代表性的病毒模型，通過復原病毒結構的真實形貌，幫助大家較直觀、生動地了解病毒[10]。

圖12 新冠病毒模型[9]

圖13 幾種3D打印病毒模型[10]

在過去長達一個世紀的時間里，人類在減少甚至消除生物疾病方面**了長足的進步，例如青霉素的出現(xiàn)以及 CRISPR 基因編輯技術等?，F(xiàn)在，隨著如3D打印、人工智能等各類*科技在醫(yī)學應用中的不斷發(fā)展，人類的醫(yī)療進程可能會發(fā)生巨大的變化。3D打印技術如今已被廣泛應用于康復醫(yī)療器械、醫(yī)學模型、手術導板、生物打印、藥物研發(fā)等諸多方面。而在這次抗擊新冠肺炎疫情中，3D打印也發(fā)揮了小批量、分布式、快速制造、無人化生產(chǎn)的靈活優(yōu)勢，為疫情防控貢獻了自身的力量。這讓我們有理由相信，科技的進步將會帶來一個較美好的世界，人類也必將可以較加從容無畏地面對疾病和未來

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