瘧疾堪稱對發(fā)展中國家影響最大的流行病之一了。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，在拉丁美洲、亞洲和撒哈拉以南的非洲地區(qū)，瘧疾每年導致超過12億美元的醫(yī)療費用和誤工損失，更不用說對旅游業(yè)的影響以及每年導致超過8萬人因此死亡。雖然有一些藥物能夠緩解癥狀，降低被感染的可能性，還沒有特效藥或疫苗。又因為該疾病是通過蚊子叮咬傳播，人們只能相應地采取一些預防措施，比如使用蚊帳或者遠離一些死水等。

瘧疾的感染周期

但是，近日從倫敦大學學院(UCL)分拆出來的一家名為MediSieve的公司卻湊巧發(fā)現(xiàn)了一種解決的辦法?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，感染了瘧疾寄生蟲的紅細胞會獲得些微的磁性屬性。具體地說，當血紅細胞感染了瘧疾之后，該寄生蟲會破壞血液里的血紅蛋白，結果產(chǎn)生一種被稱為瘧色素的物質(zhì)，這種物質(zhì)略有磁性。隨著寄生蟲的增生和消耗細胞，瘧色素的含量也不斷增加，因而導致細胞表現(xiàn)出稍許的磁性。

為此，Medisieve公司的創(chuàng)始人George Frodsham博士開發(fā)出了一種3D打印的磁性血液過濾器，該過濾器可以在4個小時之內(nèi)消除90%的受瘧疾感染細胞。其中的原理很簡單，這種過濾器只吸引帶磁性的血細胞，而未感染的血細胞則暢通無阻。由于當時Frodsham博士開展這項研究的時候只有他自己一個人，因此如果沒有低成本的RepRap 3D打印技術的話，他根本就開發(fā)不出這樣一種令人難以置信的醫(yī)療裝置。

MediSieve公司創(chuàng)始人George Frodsham博士

“我第一次使用3D打印主要是因為我還在讀博士，研究經(jīng)費較少，買一臺便宜的RepRap式3D打印機是唯一可行的選擇。我會用它來打印一些早期的原型，這對我的幫助很大，因為意味著我可以以很低的成本、很快地進行設計和測試。當我做出滿意的設計時，就會用它制造出幾個原型來跑實驗以獲取實現(xiàn)數(shù)據(jù)……”Frodsham解釋說。

據(jù)了解，這種血液過濾的方式有點類似于腎透析，患者的血液是經(jīng)過一個體外裝置進行過濾，受瘧疾感染的細胞被分離出來，健康的細胞則返回體內(nèi)。這樣的方法對于病人的治療效果幾乎是立竿見影，嚴重的癥狀會立刻減輕，而死亡的可能性被降低至幾乎為零。

Frodsham在UCL獲得了生化工程博士學位，而正是在UCL，他開發(fā)出了自己的瘧疾磁性過濾裝置。盡管他的公司還處于發(fā)展的初期階段，但是仍然吸引了相當數(shù)量的資金支持。比如，他從愛丁堡皇家協(xié)會那里獲得了一筆創(chuàng)業(yè)獎學金使他的公司運轉(zhuǎn)起來;在他開發(fā)自己第一個過濾器的原型時，皇家工程院的創(chuàng)業(yè)中心也提供了一筆創(chuàng)業(yè)獎學金;而當他的早期原型獲得成功后又獲得了35萬英鎊的資金讓他能夠繼續(xù)開發(fā)臨床樣機和運行安全性試驗。據(jù)Frodsham 稱，3D打印在他的整個開發(fā)過程中一直發(fā)揮著重要作用。

“我最后不僅把RepRap用在自己的項目里，而且用它來支持許多其它研究團隊制作早期原型、定制實驗裝置。有時這些東西要花費數(shù)百甚至數(shù)千英鎊，但是你基本上可以輕而易舉地將其3D打印出來，幾乎沒有成本。它在無論是新的醫(yī)療設備還是實驗室工具方面的開發(fā)上發(fā)揮了巨大的作用。3D打印機已經(jīng)成為我的實驗室設備中不可或缺的一部分。我們現(xiàn)在仍在使用3D打印技術制造臨床樣品，但當規(guī)模制造時我們還是會選擇傳統(tǒng)的注塑成型技術，因為這是一款我們希望能夠幫助到成千上萬人的產(chǎn)品，如此巨大的數(shù)量顯然3D打印技術就不那么適合了。”Frodsham說。

Frodsham的裝置來得太及時了，目前傳染病研究人員日益擔心地看到瘧疾的耐藥菌株數(shù)量正在不斷增多。目前有種這樣的耐藥菌株已經(jīng)蔓延到柬埔寨、老撾、泰國、越南和緬甸，如果任它們繼續(xù)蔓延，就可能導致毀滅性的流行病。

Frodsham的研究和他的磁性過濾技術對于傳染病學意義可能不僅僅限于對瘧疾的防治。在過去的一個世紀里，醫(yī)學界往往側(cè)重于用化學藥物來對付疾病。但藥物的廣泛使用使得寄生蟲和病毒也日益強大，甚至導致了具有很高耐藥性的“超級病毒”，而且已經(jīng)成為一個越來越嚴重的問題。而Frodsham 開發(fā)的基于物理和納米技術的解決方案，對于人們在未來醫(yī)療技術的發(fā)展中減少對于藥物治療的依賴具有重要意義。