從去年開始，深圳多家醫(yī)院的骨科和骨傷科有數(shù)十例手術是在3D打印技術的幫助下順利完成。
      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(jù)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(yī)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(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(jié)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(xiàn)，還需要3D打印技術和組織工程學的進一步發(fā)展。

骨科手術多現(xiàn)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(jù)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(yī)生依據(jù)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(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(yī)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(shù)據(jù)輸入3D打印機，打印材料來自于 玉米籽，是一種十分環(huán)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(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(xiàn)出其長處。

20余歲的李先生患先天性多發(fā) 骨軟骨瘤病，20多年來，由于生長在雙側(cè)股骨頸周圍的骨軟骨瘤，患者的髖關節(jié)發(fā)育受到極大影響，出現(xiàn)畸形，尤其左側(cè)髖關節(jié)出現(xiàn)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(yī)院就醫(yī)，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(jié)發(fā)育的異常和多發(fā)骨軟骨瘤的存在，關節(jié)已嚴重破壞，必須進行人工全髖關節(jié)置換術。“通常人工全髖關節(jié)置換必須進行正確的截骨、調(diào)整好股骨頸的前傾角、牢固的安放好人工髖臼，否則，人工關節(jié)容易發(fā)生術后脫位和關節(jié)松動等，造成手術失敗。”馬楚平說，然而，通過影像學的檢查發(fā)現(xiàn)，患者左側(cè)股骨近端嚴重變形，髖臼變大變淺，一些正常的解剖結(jié)構(gòu)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?jīng)Q 定通過3D打印技術輔助來完成該復雜而困難的手術。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償將患者的髖關節(jié)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(jié)果，在手術中發(fā)現(xiàn)，患者髖關節(jié)確如術前預計的一樣，存在嚴重的畸形，解剖結(jié)構(gòu)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(jié)約患者醫(yī)療成本

3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數(shù)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(gòu)造物體的技術。3D打印技術出現(xiàn)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(jīng)達到了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來。該技術在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、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、槍支以及其他領域都有所應用。國內(nèi)一些大醫(yī)院骨科已嘗試了利用3D打印技術在創(chuàng)傷骨折中的復位和固定的手術輔助，取得較好效果。

“深圳醫(yī)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(jié)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(jié)等，已經(jīng)在國內(nèi)一些企業(yè)實現(xiàn)并應用于臨床。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、關節(jié)、牙齒等一些個性化定制的產(chǎn)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(wèi)計委和國家食藥監(jiān)局沒有出臺相關政策。在歐美等國，已有了很規(guī)范的定制化產(chǎn)品管理方式，而3D打印的個體化定制產(chǎn)品目前在我國還沒有途徑申請審批，也無相關產(chǎn)品的規(guī)范，現(xiàn)有的醫(yī)療器械管理條例于2000年開始執(zhí)行，當時并無涉及3D打印的規(guī)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(yī)生表示，政府應該鼓勵使用并推廣這項新技術，同時嚴控質(zhì)量，包括完善醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例，加強行業(yè)管理和規(guī)范，鼓勵創(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(yī)療器械準入的問題，還涉及醫(yī)學倫理問題。

深圳蛇口人民醫(yī)院骨科主任栗志輝也表示，目前骨科手術用的鋼板和螺絲釘只有幾大類，進行手術時骨科醫(yī)生只能靠經(jīng)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(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(yī)療器械的范疇，3D打印技術也尚未納入臨床醫(yī)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(shù)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(yī)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(yī)學行業(yè)帶來重大的改變，如同互聯(lián)網(wǎng)信息技術改變?nèi)缃袢藗兊纳钜粯印?/p>

雖然骨科手術已經(jīng)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(yī)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(yī)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(yī)療器械行業(yè)有它的特殊性，一些企業(yè)利用3D打印技術定制的個性化產(chǎn)品要運用到人體上，還需要大量的國家審批手續(xù)。

深圳創(chuàng)新設計研究院創(chuàng)新應用研究所所長焦麗華介紹，3D打印技術在醫(yī)療領域的應用可分為生物類打印和結(jié)構(gòu)類打印，生物類打印包括細胞打印、組織工程打印等。目前應用發(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，均成功應用于醫(yī)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(nèi)部結(jié)構(gòu)。焦麗華說，國外已經(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。