原标题：护目镜不够？打印一个——3D打印如『何帮助抗击疫情？
新冠疫情在世界范围爆发，各国医疗系统超负荷运转→。面对汹涌Ψ 疫情，中世纪的人们也许只能①束手就擒，但在当今社会→，除了医学进步，其他新技术的发展也为※我们提供了很多对抗病魔的武器，比如， 3D打印技术。
由于医疗物资ξ 需求激增，全球供应链承担着巨大的压力。一些3D打印技术公←司加入了救火队员的行列，从检测用品到个人防护用品←……3D打印技术派上了大用场。
鼻≡咽拭子不够▆？打印！
美国马萨诸卐塞州Formlabs公司主营业务是销售3D打印机。2020年3月，他们突然接到了一笔大订单： 生产10万支鼻咽拭子，每天。
鼻咽拭子是一种带有鬃毛的柔性小棒，可以插入待∑检验人员的鼻子中采集分泌物样】本。这看似不起眼的小玩意儿，却是进行Covid-19检测的必需【品▲ [1]。
鼻咽拭子是♂进行Covid-19检测⌒的必需品 | Wikimedia Commons
为了提高鼻咽拭∩子供应量，美国食品药品监督管理ω局 （FDA）与多家研究机构进行协商，共同制◆定了一份指南，指导通过3D打印技术制造∩鼻咽拭子。于是，包括 Formlabs在内Ψ的多家3D打印公司，纷纷开足马力制造鼻咽拭子， 预期总产量很快提高到□每周400万个。
3D打印制造
鼻咽拭子只是抗疫战线中的一个小环节。对抗新冠『疫情， 更重要∞的设备是呼吸机。呼吸机，顾名思义，用来帮※助病人呼吸，也是治疗新冠肺炎这『类疾病的必需品。
呼吸机〖可以重复使用，但其中〖的连接管路、面罩阀门等关键零件多为需要替⌒ 换的一次性产品，如果这些零件出现供应短缺㊣ ，就会影响呼吸机的使用，进而影响患者的治＠ 疗。
此时，3D打印技术★凭借快速设计、个性化□ 生产、无需模具等优势，成为了医疗体☆系中的一根“救命稻草”。
3D打印的牙齿 | 图虫创意
在意大利，医院普遍使用文丘里氧气面☉罩，其中的关键零部件，就是 文丘里阀（Venturi valve），通过调节阀门∮的粗细，可以改变面罩内氧气的浓度。
文丘里面★罩 | 参考资料[2]
但文丘里阀是消耗∮品，每8小时就〗需要更换，以防止病毒滋生∏和交叉感染。2020年3月13日，意大利北部伦巴第大区布雷西亚省基亚里◆的一家地方医院，一度陷入了文丘里阀消耗殆尽▽的情况，多位患者的生命面临威胁，于是医ζ院向外界发出求助。一家名为Isinnova的科技公司立刻伸出援〓手，直接将一台3D打印机带到了医院， 在短短数小时内就完成了模型设计并启※动了生产。
随后24小时内，技术ㄨ员们利用6台3D打印机成功生产※出100个文※丘里阀，缓解了医院的燃眉之○急，也为挽救患者生命争取了时间。
意大利技术创新部长肯定3D打印文丘里阀的积极①作用 | twitter
个人防护物ぷ资，
3D打印也带来了新的答案
除了检测用品和治疗仪器，面罩、护目镜之类的防护物资对保护奋ζ 战中的医护人员也是必不可少。但是，这些防护用品的供不ㄨ应求，一度也ω 成为世界性的难题。
如何快速制造★个人防护物资？3D打印再次提供了解决方案。
通过模型的优化设计，美国哥伦比亚大学的研究人员利用3D打印技术极大缩短了制造防护⊙面具的时间， 仅需原有时间☉的三分之二，就可以打造出满足医护需求的面罩[3]。
面罩的3D打印过程、面罩分∮装和将面罩送到医护人员手中 | 参考资料[3]
对抗新↓冠肺炎过程中，口罩消耗量巨〗大，一度告急，而且，现有的口罩设计也有〗一定的改进空间，比如通气阀的过滤性能尚有欠缺。Mirai Productions公司的研◆究人员 重新设计※了3M口罩∮上的换气塞，并利用3D打印技术将它们打印出来。这些新型换气塞可以提高对气雾液滴的防护能力，从而更好地防止病毒传播 [4]。
3M口罩〓上的换气塞 | 图虫创意
重要的防护用品还包括护目镜。北京大学第一医院呼吸科主任王广发曾复盘自己感染新冠肺炎的过程，分析原因极有可↙能是未佩戴护目镜导致。 国内的3D打印公∞司迅速参与到护目镜生产中来，比如， 2020年2月，湖南云∴箭集团仅用一周时间，就实现从零研制到定型生产，生产的第一◢批500套护目镜2月10号就∞驰援抗“疫”一线 [5]；甘肃普瑞特科技有【限公司在兰州周边医院采集了100多例医护人ぷ员面部数据，经过反复试验】和试穿戴，最终确定生产尼龙和树脂两种材质的护目镜，2020年3月初，“不会←产生水雾和勒痕”的护目镜也已经送到了兰州部分医院医护人员手中 [6]。
除了佩♀戴舒适，更▓重要的是，3D打印过程 可以在几乎没有人员参与的情况下进行，这样生产的防护⊙物资可以最大程度减少感♂染风险。
湖南云箭集团有限公司利用3D打印技术生产〇医用护目镜 | www.861china.com
能否直接打印一个“肺”？
即使卐有新技术加持，生命在疾病面前仍是脆弱的。新冠肺◆炎对病人肺部损伤巨大，有些患者需要移植肺移植手术，但并非所有患者都》能幸运地等来适合的肺源。
首例新冠肺炎病例双肺移植手术 | 澎湃新闻
现在，3D打印已√经可以制造出耳朵、血管和骨头……那么，有没→有可能，3D打印一◎个肺？
有可能的，虽然㊣ 这要比打印医疗物资难太多。最主要的难题在于： 肺部的气道和血管互相交织，形成了复杂的三维拓扑※结构。
2019年，来自㊣ 美国莱斯大学等机构的研究者们合作开发了一种分形拓扑算法，为复杂缠绕的血管提供了一↑种有效的建模▃方法 [7]。在这一建模方法的基础上，研究人员用数字技术将建好的模型分割成数千个单独的层，并使用柔软的生物№相容性凝胶作为原料，进行高精度的逐层↓打印，最终成功打印▅出了一个人工肺，可以将空气泵入以模№仿呼吸，当血液♀流过“肺”中网络时，就可以为红细胞提供氧气。
错综缠绕的▆血管网络 | 参考资料[7]
得益于3D打印的精确控制，这个仅有硬币⌒大小的人工肺，其 内部最小的血管直径╲只有0.3毫米——这】项研究目前只是对3D打印肺部做出了初步的尝试，与能够实际应用还有很大差距。
比□硬币还小的3D打印肺部 | 参考资料[8]
好在，对技术」的探索，科学家一直在继续。
“危”与“机”往往相生相伴，在这次疫情期间，曾在大众认知中被视为“新鲜黑※科技”的3D打印技术，由于可定『制、 高度灵活等特点，为医疗领域提供了很大助力。前路漫漫，或许它可以做∞更多。
作者名片
作者：小希
编辑：圆的方块
题图来源： www.861china.com
[1]https://www.3dprintingmedia.network/3d-printed-airway-stents-fda-approved/
[2] Tokarczyk A. J., Greenberg S. B., Vender J. S. Oxygen Delivery Systems, Inhalation Therapy, and Respiratory Therapy. Benumof and Hagberg's Airway Management (Third Edition), 2013, 301-323.
[3]https://blogs.cul.columbia.edu/spotlights/2020/03/23/columbia-university-librarians-provide-guide-and-design-for-3d-printable-face-shields/
[4]https://www.3dprintingmedia.network/hong-kong-makers-fought-covid/
[7]Grigoryan B., et al. Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels. Science, 2019, 364, 458-464 DOI: 10.1126/science.aav9750
[8]Queeny Dasgupta1 and Lauren D. Black III (2019) A FRESH SLATE for 3D bioprinting. Science. DOI: 10.1126/science.aay0478
