從去年開始，深圳多家醫院的骨科和骨傷科有數十例手術是在3D打印技術的幫助下順利完成。
在 深圳市中醫院骨傷科彭力平主任的辦公桌上，放著一副踝部的骨骼模型，它不是一般的教具，而是一名患者骨骼的高仿復制品，連細小的骨骼裂紋都顯示得清清楚楚――這是利用3D打印技術打出的一位脛腓骨下段粉碎 骨折患者術前的同比例骨骼實物模型。利用此3D模型，患者對自己病情有了直觀的認識，而彭力平也依據模型對患者評估病情、計劃手術、選備鋼板螺釘，還對鋼板進行了塑形處理，使之更加帖服骨骼。最終，順利完成了手術。
作為一項前沿的制造技術，“3D打印”已逐步應用于航天軍工、模具制造、動漫制作等領域。如今，這項新技術也應用到了生物醫學上。3D打印技術應用于臨床，促進了手術方案的細化，提高了手術效率和質量，減少了出血和感染。
記者了解到，從去年開始，深圳市中醫院、市二醫院、 南山人民醫院、 蛇口人民醫院、龍華人民醫院等醫院骨科和骨傷科有數十例手術在3D打印技術的幫助下順利完成。不過，目前深圳3D打印技術在臨床上的應用仍處于初級階段，主要打印的模型為脊柱、骨盆、骨關節等復雜性骨科手術設計方案，或者打印口腔和牙齒，而這在全國來說也是如此。而最令人期待的3D打印肝臟、心臟等人體器官在我國仍不能實現，還需要3D打印技術和組織工程學的進一步發展。
骨科手術多現3D打印技術
一個星期前，51歲的羅女士在樓梯上跌倒受傷，診斷為脛腓骨下段粉碎骨折。為了讓手術做得更好，彭力平在手術前根據羅女士踝部骨骼打印出立體的同比例骨骼實物模型，利用此模型，羅女士對病情有了直觀的認識，醫生依據模型評估病情、計劃手術、選備鋼板螺釘，還對鋼板進行了塑形處理，使之更加帖服骨骼。
“3D打印技術應用于臨床，促進了手術方案的細化，提高了手術效率和質量，減少了出血和感染。”彭力平說，目前該院骨傷科有十多例手術在3D打印技術的幫助下順利完成。
類似塑料的骨骼是怎樣打印出來的呢？深圳市中醫院信息科工程師葉輔韜透露，首先，對傷肢進行CT掃描和影像三維重建，然后將獲取的數據輸入3D打印機，打印材料來自于 玉米籽，是一種十分環保的材料，而打印出來的骨頭栩栩如生。
記者了解到，從去年開始，深圳市中醫院、市二醫院、南山人民醫院、蛇口人民醫院、龍華人民醫院等近十家醫院的骨科和骨傷科有數十例手術在3D打印技術的幫助下順利完成。3D打印技術在治療復雜性骨科腫瘤上更加體現出其長處。
20余歲的李先生患先天性多發 骨軟骨瘤病，20多年來，由于生長在雙側股骨頸周圍的骨軟骨瘤，患者的髖關節發育受到極大影響，出現畸形，尤其左側髖關節出現疼痛、活動受限伴跛行，患者的日常生活受到嚴重影響。
去年12月，李先生到南山人民醫院就醫，該院骨一科主任馬楚平給予患者認真細致的體格檢查，在全科病例討論時提出，基于患者髖關節發育的異常和多發骨軟骨瘤的存在，關節已嚴重破壞，必須進行人工全髖關節置換術。“通常人工全髖關節置換必須進行正確的截骨、調整好股骨頸的前傾角、牢固的安放好人工髖臼，否則，人工關節容易發生術后脫位和關節松動等，造成手術失敗。”馬楚平說，然而，通過影像學的檢查發現，患者左側股骨近端嚴重變形，髖臼變大變淺，一些正常的解剖結構無法辨認，這給手術帶來極大的困難。
為了順利完成手術，馬楚平決 定通過3D打印技術輔助來完成該復雜而困難的手術。在調取了患者的CT數據資料后，骨一科找到一家公司無償將患者的髖關節制作成3D模型，通過該模型的觀察和測量，初步了解了術中將要遇到的情況，預設了手術方案。結果，在手術中發現，患者髖關節確如術前預計的一樣，存在嚴重的畸形，解剖結構完全無法辨認。“好在術前進行了周密的設計，并在術中認真比對3D模型，最終手術順利完成。”馬楚平說。
3D打印可節約患者醫療成本
3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術出現在20世紀90年代中期，3D打印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經達到了一定的水平，幾乎任何靜態的形狀都可以被打印出來。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。國內一些大醫院骨科已嘗試了利用3D打印技術在創傷骨折中的復位和固定的手術輔助，取得較好效果。
“深圳醫院目前開展的3D打印技術還只是初級階段，只是打印模型進行手術方案的設計，打印出的模型并沒有通過手術植入人體。”彭力平說。目前，臨床上使用3D打印技術主要是脊柱、骨盆、骨關節等一些復雜性骨科手術和齒科。不過，利用3D打印技術制作個體化的植入物，如人工關節等，已經在國內一些企業實現并應用于臨床。早在幾年前，由于臨床的需要，一些醫療器械生產企業使用鈦合金、鈷鉻鉬合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料通過3D打印骨骼、軟骨、關節、牙齒等一些個性化定制的產品。
記者了解到，目前3D打印技術并不應用于人體上，不涉及技術準入，所以國家衛計委和國家食藥監局沒有出臺相關政策。在歐美等國，已有了很規范的定制化產品管理方式，而3D打印的個體化定制產品目前在我國還沒有途徑申請審批，也無相關產品的規范，現有的醫療器械管理條例于2000年開始執行，當時并無涉及3D打印的規定，這勢必會影響3D打印技術更好地為病人服務，值得引起更大的關注。深圳多名骨科醫生表示，政府應該鼓勵使用并推廣這項新技術，同時嚴控質量，包括完善醫療器械監督管理條例，加強行業管理和規范，鼓勵創新和臨床轉化。
深圳市第二人民醫院骨科主任、深圳市骨與 軟組織腫瘤協會常委曾騰輝說，使用這種技術可以打印“鼻子”“耳朵”，用于因車禍受傷等造成的修復，不過，這就涉及醫療器械準入的問題，還涉及醫學倫理問題。
深圳蛇口人民醫院骨科主任栗志輝也表示，目前骨科手術用的鋼板和螺絲釘只有幾大類，進行手術時骨科醫生只能靠經驗選擇曲度及長度最適合病人的型號，“如果今后能使用3D打印材料植入，可提前定制基于個人信息的鈦鋼板、鈦鋼釘，手術中直接使用，能降低手術風險。”還能大大節約患者的醫療成本。“比如惡性腫瘤患者切除骨盆后，要換上人工合金半骨盆，由于要算上制作所耗損的材料，總價要20萬元。但3D打印制造出符合患者的骨盆，費用只需幾萬元。”栗志輝說。
由于3D打印出的模型不屬于醫療器械的范疇，3D打印技術也尚未納入臨床醫療服務項目，臨床上進行的3D打印技術都還沒有收費。“購買一臺3D打印設備要花十萬至數十萬元不等，而打印出一副3D骨骼的成本為幾百元不等。”彭力平說，作為打印原料的進口玉米籽每公斤在千元左右，以打印手掌為例，一個手掌大約需要花費200克原料。不過，由于3D技術還是一個新事物，目前物價部門也沒有定價，因此，醫院的這個服務對于有需要的患者還是免費提供的。
國外已成功打印器官用于臨床
無疑，3D打印技術將給生物醫學行業帶來重大的改變，如同互聯網信息技術改變如今人們的生活一樣。
雖然骨科手術已經走在科技前沿應用推廣3D打印技術，但不得不承認的是，生物醫學領域運用3D打印技術來為人們提供便利仍有很長的路要走。“目前生物3D打印技術主要運用在骨科、口腔科等，短期來看，還處于3D打印技術臨床應用的初級階段。”彭力平說，原因主要在于，首先目前3D打印在醫療上的應用還處在實驗階段，只能打印手術模型，還不能植入人體。其次，醫療器械行業有它的特殊性，一些企業利用3D打印技術定制的個性化產品要運用到人體上，還需要大量的國家審批手續。
深圳創新設計研究院創新應用研究所所長焦麗華介紹，3D打印技術在醫療領域的應用可分為生物類打印和結構類打印，生物類打印包括細胞打印、組織工程打印等。目前應用發展迅速的是結構類打印，“如氣管支架打印、骨骼打印、脊柱打印等，均成功應用于醫療手術中。”焦麗華說。
而最具想象空間、最令人期待的是3D生物打印技術。其利用干細胞為材料，按3D成型技術進行制造，一旦細胞正確著位，便可生長成人體器官，而“打印”的新生組織會形成自給的血管和內部結構。焦麗華說，國外已經成功打印出了包括血管、人耳、骨骼、肝臟以及心臟等器官，部分取得了臨床試驗的成功。
此項技術最令人鼓舞的前景是利用具有生物活性的組織、細胞打印出所需要的器官進行置換。不過，這一技術我國還是空白的，還不能打印人體器官和組織。彭力平表示，要完成這一飛躍，不但需要3D打印技術本身的進步，還冀望于組織工程學的進展。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
