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從去年開始，深圳多家醫(yī)院的骨科和骨傷科有數(shù)十例手術(shù)是在3D打印技術(shù)的幫助下順利完成。
      在 深圳市中醫(yī)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(fù)制品，連細(xì)小的骨骼裂紋都顯示得清清楚楚――這是利用3D打印技術(shù)打出的一位脛腓骨下段粉碎 骨折患者術(shù)前的同比例骨骼實(shí)物模型。利用此3D模型，患者對(duì)自己病情有了直觀的認(rèn)識(shí)，而彭力平也依據(jù)模型對(duì)患者評(píng)估病情、計(jì)劃手術(shù)、選備鋼板螺釘，還對(duì)鋼板進(jìn)行了塑形處理，使之更加帖服骨骼。最終，順利完成了手術(shù)。

作為一項(xiàng)前沿的制造技術(shù)，“3D打印”已逐步應(yīng)用于航天軍工、模具制造、動(dòng)漫制作等領(lǐng)域。如今，這項(xiàng)新技術(shù)也應(yīng)用到了生物醫(yī)學(xué)上。3D打印技術(shù)應(yīng)用于臨床，促進(jìn)了手術(shù)方案的細(xì)化，提高了手術(shù)效率和質(zhì)量，減少了出血和感染。

記者了解到，從去年開始，深圳市中醫(yī)院、市二醫(yī)院、 南山人民醫(yī)院、 蛇口人民醫(yī)院、龍華人民醫(yī)院等醫(yī)院骨科和骨傷科有數(shù)十例手術(shù)在3D打印技術(shù)的幫助下順利完成。不過，目前深圳3D打印技術(shù)在臨床上的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，主要打印的模型為脊柱、骨盆、骨關(guān)節(jié)等復(fù)雜性骨科手術(shù)設(shè)計(jì)方案，或者打印口腔和牙齒，而這在全國(guó)來(lái)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(guó)仍不能實(shí)現(xiàn)，還需要3D打印技術(shù)和組織工程學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

骨科手術(shù)多現(xiàn)3D打印技術(shù)

一個(gè)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(shù)做得更好，彭力平在手術(shù)前根據(jù)羅女士踝部骨骼打印出立體的同比例骨骼實(shí)物模型，利用此模型，羅女士對(duì)病情有了直觀的認(rèn)識(shí)，醫(yī)生依據(jù)模型評(píng)估病情、計(jì)劃手術(shù)、選備鋼板螺釘，還對(duì)鋼板進(jìn)行了塑形處理，使之更加帖服骨骼。

“3D打印技術(shù)應(yīng)用于臨床，促進(jìn)了手術(shù)方案的細(xì)化，提高了手術(shù)效率和質(zhì)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(shù)在3D打印技術(shù)的幫助下順利完成。

類似塑料的骨骼是怎樣打印出來(lái)的呢？深圳市中醫(yī)院信息科工程師葉輔韜透露，首先，對(duì)傷肢進(jìn)行CT掃描和影像三維重建，然后將獲取的數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)，打印材料來(lái)自于 玉米籽，是一種十分環(huán)保的材料，而打印出來(lái)的骨頭栩栩如生。

記者了解到，從去年開始，深圳市中醫(yī)院、市二醫(yī)院、南山人民醫(yī)院、蛇口人民醫(yī)院、龍華人民醫(yī)院等近十家醫(yī)院的骨科和骨傷科有數(shù)十例手術(shù)在3D打印技術(shù)的幫助下順利完成。3D打印技術(shù)在治療復(fù)雜性骨科腫瘤上更加體現(xiàn)出其長(zhǎng)處。

20余歲的李先生患先天性多發(fā) 骨軟骨瘤病，20多年來(lái)，由于生長(zhǎng)在雙側(cè)股骨頸周圍的骨軟骨瘤，患者的髖關(guān)節(jié)發(fā)育受到極大影響，出現(xiàn)畸形，尤其左側(cè)髖關(guān)節(jié)出現(xiàn)疼痛、活動(dòng)受限伴跛行，患者的日常生活受到嚴(yán)重影響。

去年12月，李先生到南山人民醫(yī)院就醫(yī)，該院骨一科主任馬楚平給予患者認(rèn)真細(xì)致的體格檢查，在全科病例討論時(shí)提出，基于患者髖關(guān)節(jié)發(fā)育的異常和多發(fā)骨軟骨瘤的存在，關(guān)節(jié)已嚴(yán)重破壞，必須進(jìn)行人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。“通常人工全髖關(guān)節(jié)置換必須進(jìn)行正確的截骨、調(diào)整好股骨頸的前傾角、牢固的安放好人工髖臼，否則，人工關(guān)節(jié)容易發(fā)生術(shù)后脫位和關(guān)節(jié)松動(dòng)等，造成手術(shù)失敗。”馬楚平說，然而，通過影像學(xué)的檢查發(fā)現(xiàn)，患者左側(cè)股骨近端嚴(yán)重變形，髖臼變大變淺，一些正常的解剖結(jié)構(gòu)無(wú)法辨認(rèn)，這給手術(shù)帶來(lái)極大的困難。

為了順利完成手術(shù)，馬楚平?jīng)Q 定通過3D打印技術(shù)輔助來(lái)完成該復(fù)雜而困難的手術(shù)。在調(diào)取了患者的CT數(shù)據(jù)資料后，骨一科找到一家公司無(wú)償將患者的髖關(guān)節(jié)制作成3D模型，通過該模型的觀察和測(cè)量，初步了解了術(shù)中將要遇到的情況，預(yù)設(shè)了手術(shù)方案。結(jié)果，在手術(shù)中發(fā)現(xiàn)，患者髖關(guān)節(jié)確如術(shù)前預(yù)計(jì)的一樣，存在嚴(yán)重的畸形，解剖結(jié)構(gòu)完全無(wú)法辨認(rèn)。“好在術(shù)前進(jìn)行了周密的設(shè)計(jì)，并在術(shù)中認(rèn)真比對(duì)3D模型，最終手術(shù)順利完成。”馬楚平說。

3D打印可節(jié)約患者醫(yī)療成本

3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)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(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。國(guó)內(nèi)一些大醫(yī)院骨科已嘗試了利用3D打印技術(shù)在創(chuàng)傷骨折中的復(fù)位和固定的手術(shù)輔助，取得較好效果。

“深圳醫(yī)院目前開展的3D打印技術(shù)還只是初級(jí)階段，只是打印模型進(jìn)行手術(shù)方案的設(shè)計(jì)，打印出的模型并沒有通過手術(shù)植入人體。”彭力平說。目前，臨床上使用3D打印技術(shù)主要是脊柱、骨盆、骨關(guān)節(jié)等一些復(fù)雜性骨科手術(shù)和齒科。不過，利用3D打印技術(shù)制作個(gè)體化的植入物，如人工關(guān)節(jié)等，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)一些企業(yè)實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用于臨床。早在幾年前，由于臨床的需要，一些醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)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(guān)節(jié)、牙齒等一些個(gè)性化定制的產(chǎn)品。

記者了解到，目前3D打印技術(shù)并不應(yīng)用于人體上，不涉及技術(shù)準(zhǔn)入，所以國(guó)家衛(wèi)計(jì)委和國(guó)家食藥監(jiān)局沒有出臺(tái)相關(guān)政策。在歐美等國(guó)，已有了很規(guī)范的定制化產(chǎn)品管理方式，而3D打印的個(gè)體化定制產(chǎn)品目前在我國(guó)還沒有途徑申請(qǐng)審批，也無(wú)相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)范，現(xiàn)有的醫(yī)療器械管理?xiàng)l例于2000年開始執(zhí)行，當(dāng)時(shí)并無(wú)涉及3D打印的規(guī)定，這勢(shì)必會(huì)影響3D打印技術(shù)更好地為病人服務(wù)，值得引起更大的關(guān)注。深圳多名骨科醫(yī)生表示，政府應(yīng)該鼓勵(lì)使用并推廣這項(xiàng)新技術(shù)，同時(shí)嚴(yán)控質(zhì)量，包括完善醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例，加強(qiáng)行業(yè)管理和規(guī)范，鼓勵(lì)創(chuàng)新和臨床轉(zhuǎn)化。

深圳市第二人民醫(yī)院骨科主任、深圳市骨與 軟組織腫瘤協(xié)會(huì)常委曾騰輝說，使用這種技術(shù)可以打印“鼻子”“耳朵”，用于因車禍?zhǔn)軅仍斐傻男迯?fù)，不過，這就涉及醫(yī)療器械準(zhǔn)入的問題，還涉及醫(yī)學(xué)倫理問題。

深圳蛇口人民醫(yī)院骨科主任栗志輝也表示，目前骨科手術(shù)用的鋼板和螺絲釘只有幾大類，進(jìn)行手術(shù)時(shí)骨科醫(yī)生只能靠經(jīng)驗(yàn)選擇曲度及長(zhǎng)度最適合病人的型號(hào)，“如果今后能使用3D打印材料植入，可提前定制基于個(gè)人信息的鈦鋼板、鈦鋼釘，手術(shù)中直接使用，能降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。”還能大大節(jié)約患者的醫(yī)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(jià)要20萬(wàn)元。但3D打印制造出符合患者的骨盆，費(fèi)用只需幾萬(wàn)元。”栗志輝說。

由于3D打印出的模型不屬于醫(yī)療器械的范疇，3D打印技術(shù)也尚未納入臨床醫(yī)療服務(wù)項(xiàng)目，臨床上進(jìn)行的3D打印技術(shù)都還沒有收費(fèi)。“購(gòu)買一臺(tái)3D打印設(shè)備要花十萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)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(jìn)口玉米籽每公斤在千元左右，以打印手掌為例，一個(gè)手掌大約需要花費(fèi)200克原料。不過，由于3D技術(shù)還是一個(gè)新事物，目前物價(jià)部門也沒有定價(jià)，因此，醫(yī)院的這個(gè)服務(wù)對(duì)于有需要的患者還是免費(fèi)提供的。

國(guó)外已成功打印器官用于臨床

無(wú)疑，3D打印技術(shù)將給生物醫(yī)學(xué)行業(yè)帶來(lái)重大的改變，如同互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)改變?nèi)缃袢藗兊纳钜粯印?/p>

雖然骨科手術(shù)已經(jīng)走在科技前沿應(yīng)用推廣3D打印技術(shù)，但不得不承認(rèn)的是，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域運(yùn)用3D打印技術(shù)來(lái)為人們提供便利仍有很長(zhǎng)的路要走。“目前生物3D打印技術(shù)主要運(yùn)用在骨科、口腔科等，短期來(lái)看，還處于3D打印技術(shù)臨床應(yīng)用的初級(jí)階段。”彭力平說，原因主要在于，首先目前3D打印在醫(yī)療上的應(yīng)用還處在實(shí)驗(yàn)階段，只能打印手術(shù)模型，還不能植入人體。其次，醫(yī)療器械行業(yè)有它的特殊性，一些企業(yè)利用3D打印技術(shù)定制的個(gè)性化產(chǎn)品要運(yùn)用到人體上，還需要大量的國(guó)家審批手續(xù)。

深圳創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究院創(chuàng)新應(yīng)用研究所所長(zhǎng)焦麗華介紹，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用可分為生物類打印和結(jié)構(gòu)類打印，生物類打印包括細(xì)胞打印、組織工程打印等。目前應(yīng)用發(fā)展迅速的是結(jié)構(gòu)類打印，“如氣管支架打印、骨骼打印、脊柱打印等，均成功應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)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(shù)。其利用干細(xì)胞為材料，按3D成型技術(shù)進(jìn)行制造，一旦細(xì)胞正確著位，便可生長(zhǎng)成人體器官，而“打印”的新生組織會(huì)形成自給的血管和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。焦麗華說，國(guó)外已經(jīng)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(yàn)的成功。

此項(xiàng)技術(shù)最令人鼓舞的前景是利用具有生物活性的組織、細(xì)胞打印出所需要的器官進(jìn)行置換。不過，這一技術(shù)我國(guó)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(shù)本身的進(jìn)步，還冀望于組織工程學(xué)的進(jìn)展。