引子

今年3月，湖南省腫瘤醫(yī)院頭頸外二科教授田皞成功開展了一例數(shù)字化技術(shù)輔助下喉癌根治術(shù)。該手術(shù)運(yùn)用3D打印預(yù)制模型，在導(dǎo)板輔助下切除腫瘤，同期完成喉功能的精準(zhǔn)重建。

2001年熱映的科幻大片《侏羅紀(jì)公園3》首次將3D打印技術(shù)搬上了銀幕。在影片中，博士通過迅猛龍的叫聲解救了同伴，而這救命的聲音正是從3D打印出來的迅猛龍的喉管中發(fā)出的。

什么是3D打印技術(shù)呢?

3D打印技術(shù)由美國發(fā)明家查爾斯·胡爾發(fā)明。這種技術(shù)將計(jì)算機(jī)中的立體模型分解為一層層的二維圖形，經(jīng)過逐層打印和疊加，類似于一層又一層爬樓梯，就形成了設(shè)計(jì)的立體產(chǎn)品。相對于傳統(tǒng)的切削等減材制造技術(shù)，3D打印具有獨(dú)特的優(yōu)勢：一方面能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造方式難以加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造；另一方面在輕量化、個(gè)性化、節(jié)約材料及縮短研發(fā)周期和節(jié)約加工成本等方面極具優(yōu)勢。因此，3D打印現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、模具、醫(yī)療、義齒、消費(fèi)品、文化創(chuàng)意等行業(yè)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證制造及直接零件生產(chǎn)，可以大大縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)小批量定制。

現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用3D打印技術(shù)的例子比比皆是。例如：空中客車公司的A350客機(jī)中超過1000個(gè)零部件采用了3D打印技術(shù)制造；Huggies公司幫助盲人孕婦將其腹中的胎兒通過醫(yī)院三維CT掃描后打印出模型，讓她能夠觸摸感知胎兒的模樣。理論上說，3D打印機(jī)可以打印出任何輸入的模型，但是它打印出的成品，其材質(zhì)決定于打印材料。Huggies公司打印出的“胎兒”，也并不是真正有生命的人，而只是一個(gè)模型。目前，3D打印技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴、水下無人機(jī)、工業(yè)模具、汽車零部件、義齒、個(gè)性化植入物、鞋底等的打印，給我們的生活帶來了巨大改變。

在醫(yī)療3D打印領(lǐng)域，湖南已經(jīng)走在全國前列。自2014年以來，我省在骨科、腫瘤科、口腔科等16個(gè)科室累計(jì)完成4000多例應(yīng)用3D打印醫(yī)療模型、導(dǎo)板的臨床手術(shù)。

有意思的是，現(xiàn)在不僅有3D打印，還有研究人員正瞄準(zhǔn)4D、5D打印展開攻關(guān)。4D打印比3D打印多了一個(gè)D——時(shí)間維度，制造的模型隨時(shí)間的不同，可以呈現(xiàn)設(shè)定的不同形狀或者性能。而所謂的5D打印就是隨著時(shí)間的改變，它的功能還會(huì)發(fā)生改變。比如打印人體器官，打印好一個(gè)框架后在里邊復(fù)合上人體的細(xì)胞，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下向不同的組織進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最后就轉(zhuǎn)化成自己的器官。