浙江在線11月15日訊 “你好,我們想在浙江省范圍內(nèi)尋找100名手部有缺陷的兒童,為他們打印合適尺寸的假肢,使之重新獲得抓握的基本能力。”
幾天前,一則這樣的信息發(fā)到記者的QQ上。發(fā)信者是金華企業(yè)“閃鑄科技”,國(guó)內(nèi)首批桌面級(jí)3D打印機(jī)和耗材生產(chǎn)企業(yè),2016年被評(píng)為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),目前在國(guó)際3D打印機(jī)市場(chǎng)排名全球第四。
用3D打印機(jī)來“打印”假肢,裝到人身上使用,聽起來似乎非常“科幻”。實(shí)際上,這種技術(shù)目前已成為現(xiàn)實(shí)。
正在改變世界的3D打印
3D打印是增材制造的俗稱,其核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學(xué)的結(jié)合。與對(duì)原材料進(jìn)行切削的減材制造傳統(tǒng)方法相反,3D打印的過程好比用磚頭砌墻,逐層增加材料,最終形成物件。3D打印不需要模具,可以直接進(jìn)行樣品原型制造,因而大大縮短了從圖紙到實(shí)物的時(shí)間。任何形狀復(fù)雜的零件,都可以被分解為一系列二維制造的疊加。
最早的3D打印出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代,價(jià)格極其昂貴,能打印的產(chǎn)品數(shù)量也少得可憐。但現(xiàn)在,可以用3D打印機(jī)制造的東西正變得越來越多:航空航天、汽車、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、飾品……去年,我國(guó)幾名清華畢業(yè)生推出了一款3D煎餅打印機(jī),只要在電腦中輸入文字或圖片,就可打印出人像、建筑、卡通人物等各種形狀的煎餅。這款3D煎餅打印機(jī)在京東上眾籌,僅12分鐘就完成50萬元的眾籌目標(biāo),35分鐘達(dá)到100萬元銷售額。
有一天,孩子想要新玩具,老人想下象棋,你想換一個(gè)新杯子,不是去商店采購,而是下載幾份圖紙,然后在自家的3D打印機(jī)上就能打出來。這并不是虛構(gòu)的科幻世界,3D打印機(jī)讓這些都成為現(xiàn)實(shí)。不久的將來,3D打印機(jī)將像電腦一樣改變我們的生活。
醫(yī)學(xué)應(yīng)用3D打印我市有先例
近年來,在專業(yè)的醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印開始大顯身手。許多醫(yī)生用其輔助術(shù)前精確診斷,幫助手術(shù)決策和手術(shù)模擬,提高外科手術(shù)的效果,這在我市已有先例。
去年6月,市中醫(yī)醫(yī)院收治了一名粉碎性骨折病人。由于傷處靠近關(guān)節(jié),按照以往的手術(shù)方法,只有深入進(jìn)去才能知道骨頭碎裂的具體情況,邊手術(shù)邊當(dāng)場(chǎng)想辦法怎么來拼湊。為了達(dá)到最佳效果、縮短手術(shù)時(shí)間,該院骨傷二科主任趙俊強(qiáng)想到了運(yùn)用3D打印技術(shù),把病人的骨頭按照1∶1的比例原樣打印出來,先在模型上動(dòng)一遍手術(shù),把可能出現(xiàn)的情況預(yù)演一遍,再到病人體內(nèi)去動(dòng)手術(shù)。經(jīng)過手術(shù),患者腳踝處的碎骨順利完成了復(fù)原。
今年1月,市人民醫(yī)院心胸外科遇到一名27歲的先天性心臟病患者,在施行動(dòng)脈導(dǎo)管閉合介入封堵手術(shù)中,由于患者的導(dǎo)管異常巨大,直徑接近2厘米,使用常規(guī)手術(shù)中最大號(hào)的材料去封堵,都沒法將其閉合。再次手術(shù)之前,該院心胸外科主任范慶浩打印出一個(gè)心臟模型,既可以在手術(shù)前對(duì)患者的心臟大血管結(jié)構(gòu)了然于心,又可以指導(dǎo)定制合適的封堵材料。最終,他成功完成手術(shù),挽救了患者的生命。由于患者家庭貧困,范慶浩還自掏腰包付了2000元的3D打印成本。
“一場(chǎng)由3D打印引發(fā)的醫(yī)學(xué)革命已然開始,相比于工業(yè)更迷戀于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的狀態(tài),醫(yī)學(xué)界對(duì)于3D打印技術(shù)有著一種先天的親近。”上海交通大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)教育部工程研究中心王成燾教授這樣描述3D打印技術(shù)與醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)系。
3D打印讓假肢不再昂貴
去年“六一”兒童節(jié)前夕,一則《河南無手男童獲贈(zèng)3D打印機(jī)械手義肢》的新聞引起不少人關(guān)注。武漢協(xié)和醫(yī)院的醫(yī)生利用3D打印技術(shù),為河南信陽的6歲斷掌男孩制作了一只滑索義肢。這個(gè)造型酷炫的“機(jī)械手”能拿水杯喝水、握自行車把手,且成本僅600元。
以往的假肢都是批量化生產(chǎn),先制作出一個(gè)模具,再批量制作假肢。問題是每一名患者的情況不一樣,如果根據(jù)個(gè)人情況私人定制,僅制作模具的成本就得幾十萬元,因此購買一套假肢最低也得數(shù)萬元。使用3D技術(shù)后,通過將3D掃描、3D建模和最后的3D打印結(jié)合起來,借助一臺(tái)滿足要求的3D打印機(jī),一天就能打印出來。根據(jù)所用材料和設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度,生產(chǎn)成本在數(shù)百元到數(shù)千元不等,僅為傳統(tǒng)假肢造價(jià)的十分之一甚至幾十分之一。此外,在后續(xù)維修方面也具有價(jià)格和個(gè)性化方面的優(yōu)勢(shì),有助于因患者年齡增長(zhǎng)帶來的頻繁更新。
在國(guó)外,3D打印假肢已投入到實(shí)際應(yīng)用中。去年,英國(guó)普利茅斯大學(xué)25歲的機(jī)器人專業(yè)畢業(yè)生喬爾·吉巴德創(chuàng)造了一個(gè)3D打印機(jī)器人假肢原型機(jī),通過使用黏在截肢者皮膚上的肌電傳感器來移動(dòng)個(gè)人的手指,可以執(zhí)行與昂貴、先進(jìn)的假肢相同的任務(wù),贏得英國(guó)最熱門的年度杰姆斯戴森獎(jiǎng)。還有一些制造商、工程師、醫(yī)療人員、教師、學(xué)生、藝術(shù)家、慈善家以及家長(zhǎng)們,通過組成社團(tuán),致力于為手部殘缺的人們?cè)O(shè)計(jì)、定制、制作3D打印手。尤其是殘疾孩童,借助3D打印,終于無須再為頻繁更換義肢而發(fā)愁了。
免費(fèi)3D打印假肢歡迎申請(qǐng)
據(jù)閃鑄科技相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,前年,國(guó)際非公益組織E-able(Enable Community Foundation)率先在全球范圍內(nèi)推廣3D打印義肢活動(dòng),并且公開3D打印假肢的模型和操作方法,得到多國(guó)3D打印企業(yè)的響應(yīng)。
金華企業(yè)閃鑄科技決定用自己的優(yōu)勢(shì)技術(shù)來回饋社會(huì),參加這一活動(dòng)。他們了解到,有多達(dá)100萬的中國(guó)孩子需要假肢幫助,針對(duì)兒童的醫(yī)療器械卻少之又少。由于兒童身體發(fā)育迅速,使用一段時(shí)間后假肢就不得不更換;加之兒童身體條件的差異性大,大規(guī)模批量生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn),因此假肢費(fèi)用昂貴,對(duì)使用者的家庭來說都是不小的負(fù)擔(dān)。幸好,E-able設(shè)計(jì)并開源了多款3D打印義肢,義肢制作的成本從原來的數(shù)十萬元降低近千倍。
去年10月起,閃鑄科技和公益組織Hands on一起,用兩個(gè)月時(shí)間完成了機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)和調(diào)試、合作伙伴和志愿者的招募,并且募集到了活動(dòng)資金。今年初,在北京、上海、廣州三地開展了3D打印假肢推廣工作。
閃鑄科技方面希望,金華本土的孩子也能獲得3D打印的幫助,用假肢來完成基礎(chǔ)的抓握能力,在生活中實(shí)現(xiàn)一些便利。因此,他們特地通過本報(bào)尋找合適的受捐人,為之測(cè)量數(shù)據(jù),打印假肢。有意者可通過電話0579-89007353報(bào)名。