內耳，特別是耳蝸，由于其復雜的解剖結構而難以接近，因此在醫(yī)學(xué)上仍然是一個(gè)很大程度上未被探索的領(lǐng)域。這對治療聽(tīng)力損失和其他內耳疾病構成了真正的障礙。十多年來(lái)，哥倫比亞大學(xué)的一組醫(yī)生和工程師致力于開(kāi)發(fā)(fā)一種微針，旨在改善聽(tīng)力損失的醫(yī)療效果。增材制造在該設備的生產(chǎn)(chǎn)中發(fā)(fā)揮了關(guān)鍵作用。

借助3D打印，耳鼻喉科醫(yī)生Anil Lalwani和機械工程師Jeffrey Kysar成功設計并完成了一種超薄設備：用于內耳精準醫(yī)療的3D打印微針。兩人都相信，這項發(fā)(fā)明將代表當前治療的重大進(jìn)步，特別是對于以前無(wú)法到達的耳蝸區(qū)域。為了制造這種精細的微針，他們使用了雙光子光刻技術(shù)，這是一種用于創(chuàng )(chuàng)建高分辨率結構的3D打印技術(shù)。這使得針比現(xiàn)有設備更精確，同時(shí)仍然足夠堅固以適合實(shí)際使用。

微針將造影劑注入內耳以檢測耳蝸的變化，這有助于診斷梅尼埃病等疾病。豚鼠耳蝸的MRI圖像顯示了耳蝸的不同區(qū)室。（照片來(lái)源：Anil Lalwani/哥倫比亞大學(xué)瓦格洛斯內科醫(yī)生和外科醫(yī)生學(xué)院）

主要困難之一在于耳蝸的復雜解剖結構，這使得治療的實(shí)施特別困難。事實(shí)上，為了到達受損的細胞，需要穿過(guò)2毫米寬且非常脆弱的膜，在使用傳統(tǒng)儀器時(shí)，膜經(jīng)(jīng)常會(huì )撕裂，這可能會(huì )導致聽(tīng)力損失甚至平衡障礙。這使得研究人員更好地了解導致這種破裂的因素。然后，研究小組將薄膜概念化為一張拉伸的畫(huà)布：如果插入的儀器太大，就會(huì )導致撕裂。因此3D打印的微針被設計成與人類(lèi)頭發(fā)(fā)的寬度相同。主要目標是在不損傷膜的情況下治療耳蝸。此外，這種微針可以從耳蝸中提取液體，從而更容易診斷內耳疾病，例如梅尼埃病，一種導致頭暈、惡心和聽(tīng)力喪失的疾病。

已經(jīng)(jīng)在動(dòng)物身上進(jìn)行了許多手術(shù)，沒(méi)有產(chǎn)(chǎn)生負面影響或聽(tīng)力損失，并且膜在每次手術(shù)后兩天內恢復。目前，人們相信3D打印微針可以通過(guò)更精確的干預來(lái)改變內耳治療。Anil Lalwani博士強調：“毫不夸張地說(shuō)，我們的微針可能是內耳精準醫(yī)療的關(guān)鍵?！?/span>

編譯整理：3dnatives