2025医疗3D打印最新进展五类案例，颠覆想象！

2025年5月8日

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3D打印技术经过近十几年的发展，在医学领域已经不仅仅局限于制造骨科植入体、导板以及康复辅具等“传统”应用，而是正在引发一场新浪潮。除了曾经在研究中制造出了可跳动的心脏、可呼吸的肺以及可生长的骨骼，从而促进医药以及未来可移植器官研究的发展，最新的进展还涉及口腔软组织、微针贴片、模拟眼角膜、皮肤、全口假牙等多方面。本期，3D打印技术参考梳理近期该技术在医疗行业的研究进展。

3D打印微针贴片替代注射针头

斯坦福大学教授兼Carbon公司联合创始人Joseph DeSimone博士创办了一家新的初创公司PinPrint，该公司开发的3D打印微针贴片可通过皮肤输送药物和疫苗，无需注射器。这项成果，有望彻底改变医药和化妆领域的治疗方式。

Joseph DeSimone博士团队通过开发注射连续液体界面生产（iCLIP）方法，解决了3D打印中微小空间内的树脂过度固化的关键挑战，创建了对先进医疗设备至关重要的超精密微针和微流体通道。微针贴片不仅可以更有效地输送疫苗，还可以简化储存和自我给药。研究指出，通过瞄准免疫细胞集中的真皮层，这些贴片可以使疫苗更有效、更容易分发，并减少对冷链物流的依赖。

除了药物递送之外，PinPrint背后的团队还看到了使用相同的微针平台进行诊断的潜力。通过收集间质液，这些贴片有望能够监测血糖水平或免疫反应等信息，而不会破坏皮肤。这些功能预示着未来的医疗保健不仅 “创伤更小，而且更具持续性和个性化”。

非侵入性治疗平台的扩展所产生的更广泛影响表明，药物和数据在体内的移动方式正在发生越来越大的变化。药物可以像贴纸一样，基本上简单的、可扩展的、通过3D打印精确设计的，且对患者来说无痛。

3D打印模拟眼角膜，促进干眼症研究

据南佛罗里达大学（USF）称，Morsani医学院眼科的Yuqiang Bai博士正在领导一项开创性的干眼症研究，该研究得到了美国国立卫生研究院的资助。为了支持这项重要的工作，由Lucas Tometich领导的USF IT的3D打印实验室正在通过设计一种工具来提供帮助和专业知识，该工具用于测试Bai博士的激光扫描仪。Bai博士的总体目标是通过测量角膜泪液的厚度来更好地了解干眼症并对其进行成像。

干眼症影响着全世界数百万人的眼睛不适和视力问题。为了研究这种疾病，Bai博士的团队需要准确地对角膜的曲面进行精确成像。传统的成像系统使用平面标准，如1951年USAF分辨率测试卡，但这些标准并不适合角膜独特的曲率。Tometich和他的团队利用创新的3D建模和打印技术解决了这一难题。团队使用Autodesk Fusion创建了一个模拟角膜曲率的模型。

Tometich说：“根据所提供的要求，我使用Autodesk Fusion创建了一个模型，进行了多次测试，以确定最佳方向和后处理工作流程，确保能使用透明感光树脂获得最清晰的效果。另外也进行了一些调整，并交付了另外三件作品供扫描仪测试。”通过准确反映角膜曲率的标准样本，研究团队能够继续开发成像系统。

3D打印口腔软组织移植物

新加坡国立大学研究人员开发了一种通过将3D生物打印与人工智能（AI）相结合的方法来制造个性化牙龈组织移植物。这项技术解决了牙科手术中牙周病或牙科植入物造成的牙龈缺陷的关键难题，可以精确制造出适合个人的组织结构，改善治疗的效果并降低组织感染等风险。这项研究得到了新加坡全国增材制造创新中心和新加坡国立大学卫生系统的支持。

口腔软组织缺损的再生对于恢复口腔组织形态、功能和健康至关重要。这项研究使用3D生物打印技术制造具有精确尺寸、形状和逐层细胞组织的个性化移植物，使用AI衍生的工具简化迭代生物打印参数，优化和生物打印参数之间相互作用的分析，可以实时监控生物打印过程，检测和纠正打印过程中的偏差或错误，从而提高生物打印结构的质量和一致性。这项研究代表了个性化软组织移植物生物制造的重要一步，为牙周病和牙科种植体相关的牙龈粘膜缺损的修复和再生提供了潜在的应用。

利用自体移植物和3D生物打印技术重建粘龈缺损的示意图

为了加快3D生物打印研究过程，Dean Ho教授团队研究学者将人工智能集成到工作流程中，大大减少了优化生物打印参数时所需的实验次数，从数千次减少到仅25次。该团队开发了一种特殊的生物墨水，可在支持细胞生长的同时保持打印结构的完整性。打印出的牙龈移植物在打印后和18天的培养期中保持了90%以上的细胞活力，显示出强大的生物仿生特性和类似天然牙龈组织的多层结构。通过创建与患者伤口精确匹配的移植物，减少了采集组织的需要，最大限度地降低了伤口闭合过程中的变形和张力。”

这项研究的影响结果可能会超越牙科范围，其应用范围可能扩展到皮肤等其他组织，如促进无疤痕愈合。该团队未来的工作将侧重于生物体内植入、与宿主组织的移植以及在具有挑战性的口腔微环境中的长期稳定性的研究，以评估移植体在口腔环境中的整合情况，并探索使用多材料生物打印技术将血管纳入构建体中，旨在期望他们的研究成果能推动再生牙科和更广泛的组织工程应用。

理光开发新型喷墨3D打印技术，打造美观长期假牙

理光公司开发了一种基于材料喷射的新型3D喷墨打印技术，解决了以往3D打印工艺在强度和色彩设计自由度方面的关键不足，可以生产具有高机械强度和生物相容性的全彩塑料产品。

用该技术制造的假牙

立体光固化成型等技术主要应用于生产假牙或眼镜架等。虽然这种工艺技术可以生产复杂几何形状的零件，但它们只能生产结构稳定性有限的单色零部件，而材料喷射技术能生产出多种颜色的部件，但通常无法达到功能部件所需的机械性能。理光公司将他们开发的紫外线固化油墨与功能性填料相结合，用于确保材料的强度和可喷涂性。打印平台使用半透明白色和透明的树脂作为基底，涂抹高浓度的青色、紫红色和黄色油墨，实现精确的色彩过渡和表面纹理，再现天然牙齿的颜色和形状。