医学运用：3D打印气管救了孩子性命

　　美国俄亥俄州的海马·琼弗里多(以下简称“小海马”)气管有先天性缺陷，出生6个星期后出现呼吸困难的情况，医生在他喉咙里植入一个3D打印的人工气管后，得以正常呼吸。

　　3D打印技术运用在临床医学上，全球尚属首次。近日《新英格兰医学杂志》报道了此事。编译/许敏

　　3D打印气管放在小孩气管的缺失部位

　　小海马，2011年底出生，现在19个月大。出生后六个星期时，他出现呼吸困难。“当时他脸色发绿，停止了呼吸。”小海马的父亲说，随后送进医院抢救，通过心脏复苏术才恢复过来。两个月大时，小海马的情况越发严重，只能通过呼吸机才能维持生命。

　　“很多医生说很可能不能活着出院，真是太可怕了。”小海马的妈妈说。“我们每天都在祈祷，希望他能度过难关。”

　　儿童医院的一名医生建议小海马去密歇根的一家医院做手术。他称那里正在试验一种生物能够分解的人工气管。

　　2012年2月9日(小海马出生后3个月)，小海马在密歇根州C.S.Mott儿童医院做了个手术：3D打印气管放置在小海马气管的缺失部位。

　　医生先用3D技术打印了100个迷你气管，并用电脑激光做成合适的形状和尺寸。第二天，在美国食品药品监督管理局的允许下，医生将其中一个迷你气管植入小海马的喉咙里，即气管中缺失的部位。这下小海马呼吸顺畅了，且之后的一年多里，都没出现呼吸困难的情况。

　　据了解，打印的这部分气管有个切口，随着小海马长大，该气管会胀大。这是其他固定的人工气管移植所做不到的。

　　生物医学工程师斯科特·霍利斯特介绍，这种人工气管能降解，且三年内能被人体完全吸收。

　　“他现在很健康。”该医院的耳鼻喉专家格列·格林说。现在小海马准备做气管切开套管移植手术。[page]

    专家看好3D技术在医学上的运用

　　这种手术在全球尚属首次。一些专家都赞扬这次手术，并看好3D打印人体器官在医学上的运用。

　　“3D技术在医学上广泛使用是一个趋势。”美国堪萨斯州密苏里大学的专家罗伯特·威瑟里说。

　　此前，因患癌症导致人体气管出现问题，所代替的气管均来自死者捐赠、实验室制造以及利用医学干细胞培养。

　　今年4月，一名2岁的小孩出生时就没有气管，医生在一个塑料管里，用他的干细胞培养出一支气管，最后在美国皮奥里亚市医院成功完成手术。

　　小海马的情况不一样，他的两个气道中有一个没有完全长成。医生利用3D打印出来的气管还原缺失气管，使得小海马呼吸通畅。

　　美国每年约有2，000名小孩出生时出现这种问题，由于人体器官太小，很多小孩需要到两三岁时才能做手术。

　　纽约爱因斯坦医学院的专家约翰·本说：“这项技术到底能不能彻底解决问题，时间会告诉我们答案......但我想大部分孩子会受益于此技术。”

　　[科普]

　　3D生物打印机如何打印人体器官

　　英国《经济学家》杂志报道，全球首台商业化3D生物打印机由总部位于美国圣迭戈、主要从事可再生医药研发的Organovo公司以及总部位于澳大利亚墨尔本的工程和自动化公司Invetech携手研发而成。

　　该打印机就像普通打印机一样，只不过普通打印机的原材料是墨水和纸，而生物打印机的原料是人体细胞。研究人员采用事先提取好的活体，进行组合排列，打印出所需要的细胞，误差可以控制在20微米以内，得到的器官可以显着降低排异反应。这台3D打印机一次制造出器官的一层细胞，对于更为复杂的器官，打印机就在一个提前预备好的支架上排列细胞。

　　3D生物打印机有两个打印头，一个放置最多达8万个人体细胞，被称为“生物墨”；另一个可打印“生物纸”。所谓生物纸其实主要成分是水的凝胶，可用作细胞生长的支架。3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞，所以不会产生排异反应。

　　3D生物打印机工作原理类似于在工业中用于制造部件和功能模型的快速成型机。研究人员首先从成年病人的骨髓和脂肪中提取出干细胞，通过采用不同的成长因子，这些细胞能够被分化成不同类型的其他细胞；然后他们再将这些细胞弄成液滴，每个液滴中包含1万到3万个细胞。液滴在打印机中沉淀并聚合在一起，形成一个结构。打印头每经过一次，进行打印操作的底座就下移一个刻度，通过这种方式，打印的器官可逐渐成形。