3D打印技术在兽医临床上的应用

计明华

(上海市闵行区三农综合服务中心,上海 201109)

3D打印技术在兽医临床上的应用

计明华

(上海市闵行区三农综合服务中心,上海 201109)

在科学技术不断发展的时代背景下，越来越多的新技术被应用于兽医领域。而3D打印这一新技术已在设计、制造、建筑乃至医学等领域得到的广泛应用，并借助这一技术有效突破了多个技术难点。近年来，专家学者将3D打印技术应用于兽医领域，大大提高了动物特别是珍稀鸟类救治的存活率以及恢复率。基于此，可以从3D打印技术的基本概念入手，对其在兽医领域应用的可能性及优势进行深入探讨，从而进一步扩展3D打印技术的应用范围。

3D打印技术 兽医 应用 案例

3D打印技术作为一种快速成形技术之一，主要以数字模型文件为基础，使用粉末状金属或者塑料等可黏合材料，通过逐层打印来构造相应的物体。这项技术最初只是运用于制造模型，而在之后的发展中，这项技术又迅速逐渐蔓延至珠宝、工业设计、建筑工程施工、汽车、航空航天以及医疗卫生等领域，并取得了令世人瞩目的成就。目前，将这项技术运用于兽医领域的实际案例还相对较少，但是不可否认的是，3D打印技术与兽医的有效结合，使很多动物以及珍稀鸟类获得了新生。因此，加强对3D打印技术在兽医领域应用的深入研究是很有必要的，这也是这项技术必经的道路之一。

1 3D打印技术的基本概念

3D打印技术，简单来说就是在以往普通的二维打印基础上再增加一维，使平面变成立体。打印机首先会在一个平面上像普通二维打印那样将粉末状金属或者塑料等可黏合材料打印出一层，之后逐层打印，直到最终形成一个三维物体。世界上第一台高清晰彩色3D打印机是由ZCorp公司于2005年研发成功的，之后3D打印技术就迅速蔓延至多个领域，并在很大程度上改变了制造业的发展方向。与传统加工方法相比，基于3D打印技术的加工方式能制造结构更为复杂的物体。这在医学领域体现得较为显著，像3D打印的头盖骨、肝脏模型、脊椎以及手掌等，为我国医疗卫生事业的发展提供了很大帮助。与此同时，由3D打印技术打印出的物体是自然无缝连接的，其结构的稳固性以及连接强度等也较为显著。然而在实践中，受材料、设备、知识产权乃至资金的限制，这项技术还很难进行大规模生产，但是其为珠宝、牙医以及医疗领域做出的贡献是不容忽视的，近年来更是挽救了众多珍稀动物的生命。所以，将其与兽医领域相结合是很有前瞻性的。

2 3D打印技术在兽医上的应用及设想

2.1 利用3D打印技术打印器官

近年来，世界各国的兽医领域专家为保护珍稀动物做出了不懈努力，通过3D打印技术制造的器官也成为珍稀动物的福音。具体来说，借助3D打印技术，兽医专家可以将制造出的血管乃至动脉等运用于动物救治手术中，为大量患病动物提供更加有效地治疗。与此同时，基于3D打印技术制造出的器官也可以大大缓解供体不足或者移植后的排斥反应等问题，且由此制造出的器官不仅是从外形上还是从功能上都十分接近原有器官，这就可以在动物救治过程中大大提高动物的存活概率，从而为保护生态系统提供保障。另外，通过3D打印技术还可以在新药测试方面发挥其积极作用，由3D打印技术制造出的动物器官从法律意义上讲是不具备生命意义的，但是其外形以及功能却基本与原有器官一致，用它来替换掉实验动物，不仅可以更快更好地反馈测试结果，同时整个临床试验的成本也会大大降低，并保证了动物权利。

2.2 利用3D打印技术为动物手术做辅助

在前几年，澳大利亚的一家动物诊所就利用先进的uPrint SE打印机，实现了对动物重要关节及生理功能的模拟，并进一步提升了自身的动物救治水平及能力。举例来说，有一只小狗的肘关节存在一个骨片，而在通过CT扫描或者X射线后，医生仍然无法确定这一现象是如何产生、需要哪些治疗、是否会给小狗的行为产生影响等问题。但是在3D打印技术的帮助下，医生可以利用模型来模拟这个骨片对小狗的损坏情况，从而确定该手术应该如何进行。由此可见，3D打印技术不仅可以帮助人类摆脱疾病和伤痛，它在兽医领域也是具有很高应用价值的。

2.3 利用3D打印技术为动物安装假肢

前几年各大网站就报道了3D打印技术帮助残疾动物获得新生的新闻，其中最著名的就是那只名叫Buttercup的鸭子，它由于天生左爪畸形，使它不得不失去了左爪。但是通过3D打印技术制造出的假肢，让这只鸭子也可以像其他鸭子一样正常行走了。这样的例子还有很多，像中国的一只鹦鹉就在安装了由3D打印技术制造的假喙后获得了新生；一只名为汉娜的拉布拉多猎犬在用3D打印的仿生牙齿替换掉原来损坏的门牙后，重新进食并迅速恢复了健康；广州的一家动物医院利用3D打印技术成功地为一只失去上喙的丹顶鹤制造安装了一个义喙；等等。

2.4 利用3D打印技术制造生物疫苗

在人类社会发展至今，世界人口的增长也在很大程度上提高了对生活品以及工业品的需求，并给环境造成了很大破坏，由此产生的各种病毒也直接或间接的威胁到人类以及动物的生命安全，比如前些年爆发的SARS病毒以及当前的H7N9病毒等。这些病毒的出现也迫使人们必须要积极做好动物防疫工作。从原理上看，利用3D打印技术实现生物疫苗的制造生产是切实可行的，相关专家借助电镜来对新病毒进行识别，再通过3D打印机将具有相应抗原特性的疫苗打印出来，从而在第一时间获得疫苗。在2009年，各国政府为了应对H5N1病毒，耗时6个月才研究生产出相应疫苗，如果使用3D打印技术，就可以在很短的时间内研发生产出最新疫苗，以抑制疫情的蔓延。

3 结语

综上所述，将3D打印技术应用于兽医领域是很有价值且影响深远的。虽然在实际推广应用中还会受到不小阻力，但是相信在未来的科技发展中，这些困难将被一一解决，而3D打印技术打印出的器官、模型、假肢以及生物疫苗等也能在兽医领域发挥其更大的积极作用。

[1] 向顺禄，杨冬东，何可，等.3D打印技术在医学方面的应用及畜牧兽医领域的展望[J].兽医导刊，2013，（9）：72-74.

[2] 蒋磊.3D打印技术在动物解剖学教学中的应用展望[J].吉林畜牧兽医，2016，37（8）：16-18.