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4D打印治疗癌症?

癌症被称为“绝症”,是当今社会人类健康的第一杀手。癌症的治疗已经有一个多世纪的历史,随着手术、放疗技术和设备的发展,对癌症的疗效有了明显提高,但是,目前其疗效仍远不能令人满意,也还没有找到能完全根治癌症的有效方法。

伴随着纳米技术与数字化制造在第四维空间研发的深入,4D打印产品的自组装和形变的能力,使其进入非常微小的空间进行“工作”成为可能。这将引领4D打印在生物、医疗领域,尤其是癌症治疗方面的应用与发展,具体表现在两个方面。

预防

癌症在人体内并不是突然出现的,而是有一个渐渐发展的过程,这一过程体现在细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控导致异常增生与分化。之所以目前癌症治愈率低,发现时已是晚期是一个非常重要的原因。假如有一种技术或产品能够在细胞刚有一点癌变的征兆时就能够发现,到那时,癌症将不再是问题。

4D打印在纳米技术的支持下打印的非治疗型纳米机器人,可以担当起这任务。

纳米机器人在人体内循环逡巡,一方面可以清除人体内残余的各种消耗生命的“垃圾”,使之随新陈代谢排出体外,更为重要的一方面是可以及时地发现体内有癌变潜质的异常细胞,并在第一时间发出预警或者在不影响人体生理机能正常运行和人体健康的情况下直接将其扼杀,以保障人体内环境的稳定与和谐。

治疗

要用4D打印治疗癌症,就需要有相应的4D打印产品。

? 抗癌纳米生物细胞和生物医药。纳米生物学发展到一定阶段时,可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞和可以吸收癌细胞的生物医药,注入人体内,用于定向杀癌细胞。这一技术若得以实现,在很大程度上是基于4D打印产品能在一定的触发介质作用下发生自变形的功能。

人们会想,是否可以在抗癌药物研发的过程中,有针对性地将不同的癌症病毒设定为触4D发打印的细胞发生形变的介质源呢?那时,当这个精心设定过的4D打印细胞在人体内遇到癌细胞时,会自动触发介质源,发生形变,然后直接将癌细胞吞噬或释放所携带的生物医药将其消灭,并能在任务结束后通过自我“分解”随人体代谢排出体外。

作为癌症治疗的一个重要研究方向,4D打印抗癌药物甚至可以将癌症治疗的工作做到防患于未然。

? 生物器官或支架。上面已经对器官、支架进行过探讨,在这里主要讲4D打印的器官及其支架能对被癌细胞破坏的细胞与组织体进行替换或修复。

4D打印产品凭借其自变形的能力,可以在微小空间里发挥无限的潜能。以生物心脏支架为例,通过4D打印而生成的新型生物心脏支架,可以以一种极其微小的形态进入人体,然后在人体内合适的环境下,展开变形为可以撑开的空心支架。该支架可以通过扩大或缩小管道半径来调整血液容量和流量,甚至还能在受损时自行修复或在废弃时自行降解。

? 医疗器械。现代医疗在通过放射性治疗杀死癌细胞的过程中,也杀死了很多对人体有用的健康细胞。可以说,癌症治疗既是救人的过程,也是伤人的过程。

假如在进行癌症放射性治疗过程中,能在对癌细胞进行隔离的情况下再对其进行精准的放射区域定位治疗,这样就能有效地杀死癌细胞而不对人体造成任何损伤,这才是最成功的癌症治疗。

4D打印的医疗器械可以利用其微小的体积进入人体内部和根据人体不同部位的生存环境而发生形变,从而达到有效地隔离癌细胞并对健康区域进行保护的目的,让癌症治疗变得“有益无害”。

尤其是对于一些重要器官或脆弱区域,如鼻子、眼睛等部位的肿瘤放射性治疗,4D打印的医疗器械的这一功能将显得尤为重要。

书名:4D打印:从创意到现实

作者:徐旺

出 版 社:清华大学出版社

定价:¥59.80

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