3D打印早在幾年前就已“跨步邁進”了醫(yī)療圈,并以其技術優(yōu)勢和可期待的產品迅速引來業(yè)內關注,但記者采訪發(fā)現(xiàn),因為3D打印的醫(yī)療器械產品個性化非常突出,已經超過現(xiàn)有的醫(yī)療器械產品監(jiān)管運作模式,亟需政策給予支持。
前不久,一位美國生物醫(yī)學工程師使用3D打印機成功打印出一種個性化、可植入式、內嵌心臟感應器的醫(yī)療器械。消息一經發(fā)布便引來業(yè)內人士廣泛關注,甚至有人士直言:這類感應器能夠改變醫(yī)生對心臟病診治的手段。
其實,3D打印早在幾年前就已“跨步邁進”了醫(yī)療圈,并以其技術優(yōu)勢和可期待的產品迅速引來業(yè)內關注,似乎有在醫(yī)療界刮起一場“龍卷風”之勢。
不過,《中國科學報》記者采訪多位專家后,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實情況可能并非如此。3D打印技術確實給醫(yī)療界帶來了可喜的希望,但未必馬上就會刮起“龍卷風”。
劉忠軍正在展示3D打印的骨骼
部分產品尚未入臨床
目前,3D打印技術在醫(yī)療領域有4個研究方向:體外醫(yī)療器械制造、個性化永久植入物、組織3D打印和細胞3D打印。
“在體外醫(yī)療器械制造和個性化永久植入方面,3D打印技術已有較大進展,但組織3D打印和細胞3D打印還在研究當中,尤其在向臨床還需要很長一段時間。” 西安交通大學機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室主任、中國機械工程學會摩擦學分會人體關節(jié)與內植物專業(yè)委員會副主任委員李滌塵在接受《中國科學報》記者采訪時表示。
比如在體外醫(yī)療器械制造上,3D打印可根據(jù)影像設備提供的掃描數(shù)據(jù)1:1打印出醫(yī)療模型。不僅可以作為手術模型,讓醫(yī)生預先在上面做手術,術前確定精確手術點,還可以作為教學和醫(yī)學訓練的最佳實踐材料。
南方醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科副主任醫(yī)師曾參軍此前就在為一位髖臼骨折患者做手術前,運用3D打印的患者髖臼模型在體外模擬手術,確定鋼板和螺釘?shù)淖罴逊胖梦恢?,把鋼板預彎好,并測量了螺釘?shù)拈L度。
“由于術前螺釘長度已精確測量,這樣大大減少了手術中反復預彎鋼板及測量螺釘?shù)臅r間。患者術中出血少,術后恢復快。”曾參軍向《中國科學報》記者介紹了3D打印為手術帶來的便利。
其實,除了體外醫(yī)療器械制造,3D打印技術在個性化永久植入物打印上,也取得了一定進展。
北京大學第三醫(yī)院骨科的主任醫(yī)師劉忠軍也證實了這一觀點,并表示:“大部分3D打印個性化永久植入物能夠運用到臨床的,主要集中在頜面修復和骨科領域。”
據(jù)劉忠軍介紹,已有40多位患者在簽署知情同意書后,在北京大學第三醫(yī)院進行了植入3D打印出來的鈦合金“骨骼”的臨床研究。這些3D打印的植入物分為三類:椎間融合器、人工椎體和髖關節(jié)內植物。
“第一例3D打印人工椎體植入已經有13個月的時間,我們從影像學上看到骨頭已經長得非常好了。”劉忠軍說。
而3D打印心臟和肝臟屬于組織、細胞領域,并未進入臨床。“雖然可以打印出來,但并不能像人體原有器官一樣產生功能性作用。”李滌塵稱。
“尤其是細胞3D打印,把打印好的細胞和吸脂材料,一層一層打印,擠壓成一個形狀,像果凍一樣,且能夠和人體原有組織一起生長,目前還在研究中,不然只能存在幾個小時沒有意義。”李滌塵說。
超越傳統(tǒng)醫(yī)療產品制造
雖然如上述專家所言,3D打印在后兩個領域并無突破性臨床進展,沒有刮來“龍卷風”,但3D打印運用到醫(yī)療領域,卻有諸多優(yōu)勢。
“打印的產品形態(tài)多種多樣,有些甚至是傳統(tǒng)工藝無法生產的器件,如傳統(tǒng)工藝無法生產出孔隙金屬,其精細程度可以做到在形態(tài)上符合我們人體的解剖結構,在功能上有連接和融合。”劉忠軍表示。
比如,患者的上頸椎(寰椎和樞椎)不幸患有腫瘤,截下來之后,沒有很好的修復方式,只能用傳統(tǒng)的鈦網填入骨頭后在局部做一下支撐,再加上外部支持,患者手術后恢復過程很長,且頸椎處于不穩(wěn)定的狀態(tài),容易出現(xiàn)內植物松動問題。“但3D打印的這兩節(jié)骨頭就有較好的結合和固定作用,可以破解到傳統(tǒng)工藝很難解決的問題。”劉忠軍說。
但李滌塵覺得,生物陶瓷材料由于強度不足,使用這類3D打印產品,尤其是骨科產品該如何改進尚在研究中。
此外,劉忠軍也提出了一個3D打印醫(yī)療產品可能讓人出乎意料的優(yōu)勢:費用比傳統(tǒng)制造的內植物價格要低。“3D打印器件只要一次成型,且最快能在24小時內打印完畢,節(jié)省了大量材料、勞動力和時間。”
審批跟不上技術的腳步
雖然3D打印在醫(yī)療領域的前景很美,但無論是從事該研究十幾年的李滌塵,還是與從2009年起就開始運用3D打印骨科產品進行臨床研究的劉忠軍,他們倆均向記者表達了同一憂慮:如何迅速拿到產品審批是個問題。
據(jù)李滌塵透露,他所在的研究單位2004年就成立了公司,想實現(xiàn)3D打印產品的產業(yè)化,但到現(xiàn)在也沒拿到產品許可證。
“因為3D打印的醫(yī)療器械產品非常個性化,已經超過現(xiàn)有的醫(yī)療器械產品監(jiān)管運作模式,不可能每個打印產品都去檢驗,部分研究人員之前已和相關部門負責人交換過意見,解決思路上看能向不考核產品,而是考核產品線和生產技術上走。”李滌塵說。
不過,另一不愿公開姓名的科研人員向記者表示:“交換意見也許只是說說罷了,根本就沒有想要解決的意思,新技術對傳統(tǒng)管理模式帶來的挑戰(zhàn)并沒有得到相關部門的認真對待。”
4個月之后,等到相關臨床跟蹤報告結束后,劉忠軍也打算把結果向有關部門提交。他表示,未來還是有很大的不確定性。“因為報告和審批申請雖然提交,但是如果積壓起來,什么時候能通過還是個未知數(shù)。”
采訪結束時,劉忠軍向記者透露:作為全國人大代表,他將向兩會提交一個關于如何解決科技創(chuàng)新產品在審批程序上遇到的困難的提案。
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