3D打印医疗整容领域崭露头角


尽管很多人将整容视为有钱人或者娱乐圈里的游戏,但实际上全世界的整容手术是一个庞大的产业,国外对整形美容行业认识较早,到目前已经日趋成熟,整形外科已经成为热门产业,人们对待整形美容就如同去医院看病一样普遍。在欧洲,整形美容已经有150多年的历史了;在韩国,经过二十几年的发展,使其整形技术达到较高水平,整形美容已经成为了全民运动。

随着科技的发展,医疗美容行业也变得越来越时尚。3D打印技术的引入,就是这一行业的推陈出新,不仅可以帮助爱美人士提升“颜值”,还可以帮助因各种原因容貌被毁的人恢复到令其满意的容貌。

美国纽约整形医生卡丽斯特恩的公司“MirrorMe3D”可以通过扫描人脸或其他接受整形手术的部位来制做3D模型,从而向整形人士清晰地展示术后效果。该公司表示,该模型可以使整形者更容易地事先了解术后样貌,确定自己的目标和预期是否与手术效果相符。同时,整形者还可通过屏幕上展示的模型选择自己满意的样貌,甚至还可将模型带回家,向朋友及家人展示。

英国一位29岁男子,因交通事故致其面部包括下巴、鼻子、脸颊在内的多个部位骨折,头盖骨处有损伤,因他抗拒整容,故一直戴着帽子和眼镜出门。受益于3D打印技术,这名男子的容貌得到了修复,成为世界首例用3D打印技术修复颜面的人。

据了解,操作团队利用电脑断层扫描装置,将该男子的头盖骨进行扫描,之后利用3D打印技术做出左右对称的模型,然后利用模型调整骨头的位置。该团队强调,利用3D打印技术几乎不需要推测器官的位置、大小等,这让整容医师们开始担心自己的饭碗。

20岁的武汉某高校大二学生小美,整个人面部有点向右歪斜,经常对着镜子苦恼,担忧会因此影响到自己谈朋友甚至以后找工作。医生结合3D打印技术为其制定了手术方案,借助3D打印的手术定位导板将颌骨重新摆正、并用钛板固定,小美的下巴被向左精准移动3.03毫米,术后实现左右脸完美对称。整个手术都在嘴巴内进行,确保脸上没有留下伤口。通过远程数字化设计+3D打印技术,将让更多面部骨折、面部整形、面部肿瘤患者受益。

如果想要完美的下巴,除了打玻尿酸来增加丰润度,还能用3D打印技术来整形。台湾台中市一位26岁的林小姐,想让自己的下巴再完美一点,通过最新的3D打印技术,手术时间节省一半,骨骼的密合度与脸部对称更加精准,但费用要比传统手术贵2成左右。报道称,3D打印技术通过电脑断层扫描摄影,仿真制造出完美的下巴骨骼,患者在术前就可以知道术后效果,减少误差和风险,同时也降低医疗纠纷。

在重庆,医生3D打印颅骨模拟手术为额缝早闭患儿整容。1岁多的患儿额头正中凸显,两侧朝内凹,形成了一个三角形。医院诊断为先天性额缝早闭,属于骨缝早闭的一种。主治医师在征得患者家人同意后,扫描出患者头颅情况,通过3D打印技术,按照1:1的比例、全细节地打印出另一个“患者的头颅”,做模拟手术。如果没有这个3D打印的头颅预先做模拟手术,手术的风险将增加。

长沙的廖先生因意外交通事故致使面部严重创伤,颧骨、颧弓及上颌骨都粉碎性骨折。如果按照传统手术方案,难度很大,并且存在手术时间长、面部双侧将出现不对称的缺点。医生利用CT扫描廖先生健全的半边脸数据,通过计算机软件“复制”出骨折侧对应的模型,随后用3D打印技术创造出一个硬尼龙材质的脸部骨性外壳。接下来,借助3D碾磨技术将钛金属网加工成一个个“量身订制”版。

这些案例的成功均得益于3D打印能做到很高的精度,可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型,也就是说,如果你想复制一个蛋糕,它就可以为你精确复制打印出另一个一模一样的“蛋糕”;如果你想要一个鼻子,它也可以为你实现这个愿望,并且一丝不差,这就是3D打印的奇妙之处。

手术前“克隆”完美的自己


如今接受整形手术的人越来越多,对于整容效果也越来越在意。传统医疗整容,接受整容手术之前,往往依靠对照片的修改来判断自己最终整容之后的容貌是什么样子。但单凭一张PS的照片往往会让患者对整容的结果有些不确定的感觉,而医生在这方面也难以准备得十分充分。而在3D打印技术的帮助下,手术前,求美者就可以3D打印“克隆”完美的自己,可以预览做完整形后的形象,甚至最终迷上未来的自己而心甘情愿接受整形。

所谓的“克隆”就是模型制作,模型的制作过程是先透过3D扫描仪,将人脸部资料数位化后再加以处理与打印,3D打印的技术采用粉末成型的方式,能够呈现出丰富的全彩效果。打印出的3D模型非常逼真,不论肤色或是毛发等细节都能够完整呈现。

3D模拟术后的技术,不仅可以帮助追求美貌的群体,许多意外受伤者、接受癌症治疗的患者,都能够受惠于这项新科技。 3D打印模型可以局部打印节省成本,或是完整的打印出来达到最佳品质,使用者不再需要透过电脑屏幕观看3D动画效果,直接用眼睛观察、用手触摸尺寸,是最直觉的方式。当然,看过3D打印的模型后想要改变心意都没有问题,这就是3D打印技术的好处。

3D打印降低整容失败率


整容手术失败的例子不胜枚举,因为方案制定不当或者手术过程中出一些小差错,原本的美容计划则会带来毁容结果。以正颌手术为例,医生需要在病人的口腔开一个细小的切口,以便对太大或者太宽的下颌骨进行处理,其过程中的高风险主要来自两个方面:一方面一个失误足以影响整个面部神经,从而导致局部面瘫。另一方面,医生必须对病人的容貌特征了如于心,因为这个开口太小,医生可能在处理过程中一不小心就造成病人面部不对称的后果。

有了3D打印技术,医生则可以通过3D扫描图像和CT扫描图像制作精确的1:1的3D打印头骨模型,然后制定万无一失的手术方案,病人也可以提前预知手术效果。目前这项技术在削骨和正颌手术中的应用为零失误。

充分利用3D打印模型可以令容貌达到最优化,对于那些曾经整容失败的人们来说,也是一次重新调整的机会。目前,这项技术可以应用的范围包括前额、下巴、脸颊、法令纹填补等。

3D打印定制最精准的整容方案


3D打印在整形外科的应用,给了整形医生和求美者信心。整形外科医疗工作中存在很多关于结构的问题,如软组织形态结构的三维重建,颅骨、颌骨、眶骨等复杂三维结构的定位、移动及重建等。3D打印经X射线、断层扫描和三维重建而构建全新的整形模型将成为整形外科最精准的治疗方案。

1、与平面数据或重建的三维数据相比,3D打印的实物模型更加直观,利于手术者准确的判断病情,制定更详尽的手术方案,评估术中可能出现的风险;
2、便于医生向患者解释手术计划,可与患者进行更有效地沟通,同时便于医疗组内的成员间交流,增进手术配合;
3、复杂的外科手术往往需要演练,3D打印模型可以用于术前的手术模拟演练,缩短手术时间,提高手术的成功率;
4、颅骨、眼眶、颌面先天畸形、创伤畸形及肿瘤术后畸形,可以预制3D颅面模型,快速成型植入修复体模型,提高整形手术精确性;
5、对于需要使用钛板钛钉固定的整形手术,可以在3D打印的骨骼模型上模拟手术,预先弯制钛板,省去术中弯制钛板的过程,减少手术时间,而且模型方便观察调整,可达到理想贴合效果;
6、3D打印手术导板,可以在术中有效指导手术,快速且准确完成截骨、放置牵引器等步骤,有些还具有保护神经血管束的功能。

通过3D打印技术的辅助,可以为求美者量身定制精准的整形手术方案,降低手术风险,提高成功率。

3D打印在医疗领域其他应用


医疗整形只是作为3D打印技术在医疗领域应用的一部分。随着3D打印技术的发展和精准化、个性化医疗需求的增长,3D打印技术在医疗行业应用中,广度和深度方面都得到了显著发展。在应用的广度方面,从最初的医疗模型快速制造,逐渐发展到3D打印直接制造助听器外壳、植入物、复杂手术器械和3D打印药品。在深度方面,由3D打印没有生命的医疗器械向打印具有生物活性的人工组织、器官的方向发展。

3D打印康复器械

3D打印为矫正鞋垫、仿生手、助听器等康复器械带来的真正价值不仅仅是实现精准的定制化,更主要体现在让精准、高效的数字化制造技术代替手工制作方式,缩短生产周期。

3D打印植入物

由于骨肿瘤、车祸等造成的骨骼缺损、颌面损伤、颅骨修补等,都无法用一般修复产品进行治疗,而3D打印产品提供了有效的解决方案, 特别是这些打印的假体都是依据患者的自身特点进行量体裁衣而制造的。

3D打印药品

3D打印技术对制药的影响主要体现在四个方面:一是可以实现药物活性成分的个性化定制;二是剂量的个性化定制,为患者提供个性化治疗方案;三是可以实现形状的个性化定制;四是通过3D打印技术使药物拥有特殊的微观结构,改善药物的释放行为,从而提高疗效并降低副作用。

生物3D打印组织、器官

虽然目前出现的生物3D打印器官并不是功能完整、结构完整的器官,但是它们在药物筛选测试、疾病的研究领域已经开始发挥作用。普通药物筛选技术的临床转化率低,最佳的药物测试对象其实是人体。但这一做法并不现实,因为人体不能承担药物初步筛选工作,加之患者个体差异大,身体结构复杂。而将人体细胞在体外构建组织后进行药物筛选是一种可替代人体的有效办法。

3D打印与口腔科

近年来,以软件设计为基础的牙科修复变得普及,很多牙科诊所、实验室或专业义齿生产企业都引入了3D打印技术。结合了3D打印的数字化口腔技术为牙科行业带来了精度高、成本低、效率高的治疗方法,以及符合规范化生产链的口腔数据。

3D打印与医疗器械制造

制造医疗器械与其他产品一样,在新产品的研发阶段需要制造出产品原型进行设计验证。此外,在制作精密要求高的特殊手术工具过程中,3D打印技术可以轻松完成传统技术难以实现的复杂结构实体的制造。

3D打印有助于提高医疗保健水平


医学研究发现,3D打印技术可以减少手术时间、降低错误或并发症的风险,并收到更好的手术结果。除了在整形上的未来前景外,在医疗保健方面,3D打印也将发挥越来越大的作用。

在应用快速扩展和成本不断降低的情况下,3D打印技术将有助于提高资源贫乏国家的医疗保健水平和增加获得手术的机会。而低廉的价格和易获得性避免了长途运输和自然灾害引起的运达困难,令3D打印不仅适用于打印手术用品、实验室设备,而且适用于打印假肢、植入物等。 3D打印机正成为未来健康护理的前进方向。

当然,除了能提供发展中国家快速获得健康保健方面的帮助外,3D打印还将提高医疗实践的有效性,在未来十年创造更多的新的收入机会。比如,利用医学成像和三维建模技术,医生也可以使用3D打印机创建临时工具,贴在病人的骨骼结构,提供一个精确的“蓝图”重塑骨结构,完美地植入适应标准尺寸的植入物;人口老龄化的继续加重,不良的髋关节和膝关节都将成为未来整形、养生产业收入的重要来源。

结束语:中国整形美容协会统计,2014年中国刚刚起步的整容手术业价值大约4000亿元,700多万人(主要是年轻女性)进行了整容手术。到2019年,中国的整容手术业规模将扩大一倍,达8000亿元,跃居世界第三大整容市场。崇尚“颜值”的时代,3D打印与医疗整形的结合,将掀起新一轮医美革命,引领美丽新主张。

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