2020年1月10日，南極熊從(cong) 外媒獲悉，美國俄亥俄州克利夫蘭(lan) 診所(Cleveland Clinic)的醫生開發的3D打印氣管支架已獲得美國食品和藥物管理局(FDA)的批準，該醫院是俄亥俄州非營利性多學科學術醫學中心。

3D打印氣管支架。圖片來自克利夫蘭(lan) 診所。

由克利夫蘭(lan) 診所醫師Tom Gildea，M.D。創建的3D打印矽膠支架，可幫助患有嚴(yan) 重呼吸障礙的患者保持呼吸道通暢。這樣的呼吸障礙可以由諸如腫瘤，炎症，外傷(shang) 或其他腫塊等原因引起。在獲得FDA批準之前，醫生對一部分使用常規手段無法治愈的患者開展了臨(lin) 床試驗，將3D打印支架植入患者體(ti) 內(nei) 。

3D打印的氣管支架是根據患者的CT掃描數據以及專(zhuan) 有3D可視化軟件定製設計的，克服了標準支架的常見問題，比如可能導致患者發生氣管並發症。

呼吸是很多人理所當然的事情，但是對於(yu) 許多這樣的患者，每一次呼吸都可能是一場掙紮。克利夫蘭(lan) 診所的支氣管鏡檢查科負責人Gildea博士說：“我們(men) 很高興(xing) 能夠將此技術帶給全國各地更多的患者，並感謝與(yu) 我們(men) 合作幫助該技術應用的患者和捐助者。”

3D打印氣管支架的優(you) 勢

據估計，到2020年，美國將植入約30,000個(ge) 氣管支架。標準氣管支架的設計具有有限的尺寸和形狀，通常最適合具有較大氣管的個(ge) 體(ti) 。然而對於(yu) 不同的患者經常會(hui) 出現問題，因為(wei) 沒有兩(liang) 個(ge) 患者的解剖結構是相同的，因此很難獲得完美的配合，尤其是對於(yu) 那些條件複雜的患者。在患者體(ti) 內(nei) 未正確安裝的支架可能會(hui) 扭結和彎曲，還可能引起氣管並發症，例如新組織的生長，粘液撞擊和組織死亡。

Gildea博士提出了根據患者特定數據3D打印氣管支架的想法，從(cong) 而使每個(ge) 患者的解剖結構個(ge) 性化。Gildea博士和他的工程團隊使用CT掃描和專(zhuan) 有的3D可視化軟件設計支架，然後根據設計3D打印模具，然後向模具注入醫用級矽樹脂得到最終的支架。

除了實現完美的貼合性之外，使用特定於(yu) 患者的矽膠支架還具有比傳(chuan) 統矽膠支架更具有耐受性的潛在優(you) 勢。由於(yu) 某些患者的身體(ti) 不適，可能需要經常更換或清潔備用支架。

但是，研究表明，患者專(zhuan) 用支架平均可持續使用一年，而標準氣管支架則隻有90天。此外，針對患者的支架已展示出更短的手術時間並改善了患者報告的症狀。這可以證明是有益的，因為(wei) 它減少了對支架更換和修改的需求，而支架更換和修改是標準對應件的常見問題。

提供針對患者的產(chan) 品，以提供個(ge) 性化的醫療保健體(ti) 驗

使用3D打印製造的針對患者的產(chan) 品為(wei) 整個(ge) 醫療部門帶來了很多好處。除了為(wei) 患者提供個(ge) 性化的體(ti) 驗外，針對患者的產(chan) 品還可以更好地通知醫療專(zhuan) 業(ye) 人員，並為(wei) 他們(men) 做好手術準備。因此，隨著醫院繼續采用3D打印技術以提供個(ge) 性化醫療保健，該領域正在不斷發展。例如，退伍軍(jun) 人事務(VA)的普吉特海灣醫療保健係統最近宣布與(yu) 華盛頓大學醫學院(UW)進行為(wei) 期兩(liang) 年的合作，以創建針對患者的3D打印模型，以幫助治療二尖瓣疾病，複雜的心髒異常。最近，GE Healthcare和Formlabs宣布了一項合作，旨在使臨(lin) 床醫生更輕鬆地從(cong) 成像數據中3D打印患者特定的解剖模型。

因此，包括氣管支架在內(nei) 的3D打印患者專(zhuan) 用產(chan) 品在2018年克利夫蘭(lan) 診所年度醫學創新峰會(hui) 上被評為(wei) 十大創新之一。Gildea博士還獲得了美國醫療器械傑出創新獎克利夫蘭(lan) 診所創新舉(ju) 辦的2018年度發明家獎招待會(hui) 。

隨著個(ge) 性化醫療設備通常以整形外科的形式出現，專(zhuan) 注於(yu) 整形外科的Cleveland Clinic子公司推動了3D打印的患者專(zhuan) 用支架的開發和FDA批準。為(wei) 了製造和提供3D打印支架，將成立一個(ge) 名為(wei) VisionAir Solutions的新子公司，該公司還將致力於(yu) 將其他3D打印設備帶給介入式肺科醫生和需要它們(men) 的患者。到2020年底，VisionAir Solutions計劃開始在全國各地的醫療機構以受控方式向患者提供個(ge) 性化支架。

其他3D打印氣管進展

相比於(yu) 3D打印氣管支架，日本和韓國的研究人員已經實現了直接3D打印氣管。

2018年，日本佐賀大學和長崎大學的研究人員使用Cyfuse Biomedical Regenova 3D生物打印機進行無支架氣管再生。9隻大鼠氣管移植成功。

2019年，韓國的研究人員在一篇題為(wei) 《氣管與(yu) 自體(ti) 上皮細胞和軟骨細胞》的論文中公布了研究成果。科學家團隊詳細介紹了他們(men) 使用聚己內(nei) 酯和水凝膠與(yu) 鼻上皮細胞和耳廓軟骨細胞的混合物打印人造氣管的辦法。

在用這些材料和組織生物打印人工氣管後，他們(men) 將它們(men) 移植到15隻兔子身體(ti) 裏，其中6隻為(wei) 對照組。目標是找到克服腫瘤引起的氣管問題的方法，其中最常見的是腺樣囊性癌和鱗狀細胞癌。以前，在創造可行的、正確的、能夠產(chan) 生一種新的上皮細胞方麵，存在著很大的挑戰。隨著感染的發生，已經出現了一些問題，這些問題變成了疾病，遷移了，或者遇到了障礙。

2019年，意大利羅馬耶穌兒(er) 童醫院日前為(wei) 一名5歲幼兒(er) 患者進行支氣管軟化症和支氣管壁嚴(yan) 重萎縮手術，該醫院首次采用3D打印支氣管植入手術並獲得了成功，幫助患者恢複了正常呼吸。專(zhuan) 家表示，為(wei) 患者實施3D打印支氣管植入手術，在意大利和歐洲尚屬首次。