3D打?。荷男孪Ｍ?/h1>
2015-09-10 07:22王哲
中國(guó)報(bào)道 2015年1期
王哲
起步于20世紀(jì)90年代的3D打印技術(shù)現(xiàn)今已經(jīng)悄然融入航空航天、汽車制造、食品等工業(yè)領(lǐng)域，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用更為耀眼。
2014年12月13日，北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科主任劉忠軍教授在2014北京大學(xué)3D打印骨科應(yīng)用國(guó)際論壇上表示：“3D打印在骨科領(lǐng)域的應(yīng)用，是值得期待和深入研究的革命性技術(shù)，可能會(huì)帶來骨科領(lǐng)域的重大突破?！?/p>
患者脊柱發(fā)生的各種病患外傷，都可以由醫(yī)生專門訂制，在患者椎體切除后為其打印一塊與切除椎體完全一致的椎骨，完美與相鄰椎骨相接……這些原來只在電影或者科幻小說中出現(xiàn)的場(chǎng)景，已經(jīng)逐步在國(guó)內(nèi)落地，并在患者身上發(fā)揮作用。目前，北京、上海、青島、杭州等一二線城市都已經(jīng)開始3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的探索。
3D打印挽救重傷少年
2014年12月初，在山東省青島市下屬的平度市發(fā)生了一起嚴(yán)重車禍。車禍中，一名不滿18歲的少年胸部遭受重創(chuàng)，導(dǎo)致第8胸椎破碎，第7、8胸椎錯(cuò)位，需要立即手術(shù)。但傷者的情況讓主治醫(yī)生猶豫再三下不了決心：手術(shù)不及時(shí)，會(huì)造成無法挽回的后遺癥，輕則癱瘓，重則死亡。而如果一旦在手術(shù)中誤傷脊髓，同樣會(huì)導(dǎo)致雙下肢癱瘓。
醫(yī)生最后決定把傷者緊急轉(zhuǎn)診至青島大學(xué)附屬醫(yī)院。青島大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科副主任馬學(xué)曉接診后，首先通過從美國(guó)引進(jìn)的MIMICS計(jì)算機(jī)輔助外科技術(shù)與快速成型3D打印技術(shù)，將少年的胸椎等比例打印出來，在模型上找到有可能壓迫脊髓的骨折塊，實(shí)驗(yàn)探索出進(jìn)釘?shù)奈恢煤徒嵌群?，將進(jìn)釘路線又打印了一個(gè)導(dǎo)板，導(dǎo)板與患者的脊椎結(jié)構(gòu)完全契合。手術(shù)時(shí)，馬學(xué)曉將導(dǎo)板安置在患者的脊椎上，利用導(dǎo)板上預(yù)留的進(jìn)釘口準(zhǔn)確無誤地選定進(jìn)釘點(diǎn)，輕松完成了脊椎固定手術(shù)。
12月16日，馬學(xué)曉和助手們又為一位82歲的老人完成了在椎管內(nèi)腫瘤被切除后的頸椎固定手術(shù)，而此前這樣的手術(shù)稍有不慎就會(huì)使患者成為植物人。
馬學(xué)曉告訴記者，在傳統(tǒng)的脊柱外科手術(shù)中，主要依靠X光片與CT、MRI等二維影像技術(shù)進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備，不可能全方位顯示病變情況?！芭R床經(jīng)驗(yàn)再豐富的醫(yī)生也難免在復(fù)雜情況下操作失誤，極易出現(xiàn)脊髓神經(jīng)損傷、截癱等并發(fā)癥?！边@次他之所以這么放心大膽，就是因?yàn)閭€(gè)體化設(shè)計(jì)的3D打印導(dǎo)板的有力輔助。整個(gè)過程就像根據(jù)GPS的導(dǎo)航功能開車，但精確程度無以復(fù)加。馬學(xué)曉認(rèn)為，3D打印醫(yī)學(xué)技術(shù)在脊柱外科的應(yīng)用是患者的最大福音。
據(jù)了解，這套當(dāng)前國(guó)際上最先進(jìn)的MIMICS計(jì)算機(jī)輔助外科技術(shù)與快速成型3D打印技術(shù)是于2014年7月，馬學(xué)曉在赴美進(jìn)行博士后研究期間為青島大學(xué)附屬醫(yī)院引進(jìn)的。這套系統(tǒng)運(yùn)用MIMICS軟件采集并處理患者的CT數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)中制作三維模型，立體、精確地顯示病灶及周圍組織情況，據(jù)此設(shè)計(jì)手術(shù)方案，并在三維模型上完成虛擬手術(shù)。然后，再運(yùn)用3D打印技術(shù)，等比例打印出患者病灶的全仿真模型，在模型上進(jìn)行細(xì)致的手術(shù)預(yù)演。
人工椎體植入脊柱
無獨(dú)有偶，不久前，浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院順利完成了國(guó)內(nèi)首例將3D打印技術(shù)應(yīng)用于治療脊柱多節(jié)段病癥的手術(shù)。
杭州一名21歲的大四女生近段時(shí)間胸痛得非常厲害，她到浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院就診后得知，自己患上了骨化性纖維瘤，第10、11節(jié)胸椎已經(jīng)遭到了明顯的破壞，出現(xiàn)了病理性骨折。
在得到這名患者的認(rèn)可，并通過所有的倫理手續(xù)后，浙大一院骨科主任林向進(jìn)和團(tuán)隊(duì)成員決定使用最新的3D打印技術(shù)，將鈦合金粉一層層疊加制成1比1的鈦人工椎體。12月3日，主刀醫(yī)生林向進(jìn)順利切除了她第10、11節(jié)胸椎的大部分椎體以及相關(guān)部位的椎間盤組織，然后僅用10分鐘就替換了患者原有的兩段椎體。
據(jù)了解，以往類似的手術(shù)需要分為兩個(gè)步驟，患者需要切除兩段病變胸椎，并用人工椎體替代，再輔以鋼板等器材進(jìn)行固定。而且，對(duì)于骨科醫(yī)生而言，根據(jù)X線片與CT片作出的術(shù)前判斷的精準(zhǔn)度也有限，需要打磨人工椎體以契合患者原有的脊柱，可能來回多次嘗試才能順利嵌入，對(duì)患者形成的體面創(chuàng)傷和心理傷害很大，效果往往也不盡如人意。
“定制化數(shù)字醫(yī)療3D打印”聯(lián)盟成立
2014年12月5日，國(guó)內(nèi)首家“定制化數(shù)字醫(yī)療3D打印”聯(lián)盟在青島市成立。這個(gè)聯(lián)盟由海信醫(yī)療設(shè)備股份有限公司、威高骨科材料股份有限公司、青島大學(xué)附屬醫(yī)院三方聯(lián)合成立。
“比方說常見的顱骨損傷，邊緣多是不規(guī)則的，傳統(tǒng)只能使用同一規(guī)格的鈦合金鋼板蓋住，而現(xiàn)在腦外科醫(yī)生可以根據(jù)缺損情況，利用海信的數(shù)字醫(yī)學(xué)軟件給出原始數(shù)據(jù)，由威高集團(tuán)用合適的材料建模，最終3D打印出需要的顱骨缺片。一塊頭骨打印出來需要兩小時(shí)，從威高打印室快遞到青島四小時(shí)，消毒半小時(shí)后就可以用到患者的顱骨上……”青大附院副院長(zhǎng)董蒨這樣舉例向記者介紹了三方合作的具體操作程序。
據(jù)董蒨介紹，除了腦外科使用外，在口腔科的下頜骨修復(fù)、骨科的脊柱、椎間盤修復(fù)等領(lǐng)域，都可以使用這樣的“私人訂制款”材料。
威高集團(tuán)總經(jīng)理助理寇萬福告訴記者，3D打印的醫(yī)學(xué)材料主要使用的鈦合金無毒、質(zhì)輕，已經(jīng)被實(shí)踐證明是與人體相容性最好的醫(yī)用材料，在患者接受核磁共振等檢查時(shí)產(chǎn)生的干擾最少，比以往的人工椎體更為堅(jiān)固耐用，可塑性更高。
另外，記者了解到，3D打印的個(gè)性化產(chǎn)品在應(yīng)用上目前尚無國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要采集臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)促成這一標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)?！岸ㄖ苹瘮?shù)字醫(yī)療3D打印”聯(lián)盟的一個(gè)重要使命是共享各自在硬件、軟件、臨床應(yīng)用等方面的優(yōu)勢(shì)資源，共同推動(dòng)“定制化數(shù)字醫(yī)療3D打印”臨床應(yīng)用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定。
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12月16日，馬學(xué)曉和助手們又為一位82歲的老人完成了在椎管內(nèi)腫瘤被切除后的頸椎固定手術(shù)，而此前這樣的手術(shù)稍有不慎就會(huì)使患者成為植物人。
馬學(xué)曉告訴記者，在傳統(tǒng)的脊柱外科手術(shù)中，主要依靠X光片與CT、MRI等二維影像技術(shù)進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備，不可能全方位顯示病變情況?！芭R床經(jīng)驗(yàn)再豐富的醫(yī)生也難免在復(fù)雜情況下操作失誤，極易出現(xiàn)脊髓神經(jīng)損傷、截癱等并發(fā)癥?！边@次他之所以這么放心大膽，就是因?yàn)閭€(gè)體化設(shè)計(jì)的3D打印導(dǎo)板的有力輔助。整個(gè)過程就像根據(jù)GPS的導(dǎo)航功能開車，但精確程度無以復(fù)加。馬學(xué)曉認(rèn)為，3D打印醫(yī)學(xué)技術(shù)在脊柱外科的應(yīng)用是患者的最大福音。
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人工椎體植入脊柱
無獨(dú)有偶，不久前，浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院順利完成了國(guó)內(nèi)首例將3D打印技術(shù)應(yīng)用于治療脊柱多節(jié)段病癥的手術(shù)。
杭州一名21歲的大四女生近段時(shí)間胸痛得非常厲害，她到浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院就診后得知，自己患上了骨化性纖維瘤，第10、11節(jié)胸椎已經(jīng)遭到了明顯的破壞，出現(xiàn)了病理性骨折。
在得到這名患者的認(rèn)可，并通過所有的倫理手續(xù)后，浙大一院骨科主任林向進(jìn)和團(tuán)隊(duì)成員決定使用最新的3D打印技術(shù)，將鈦合金粉一層層疊加制成1比1的鈦人工椎體。12月3日，主刀醫(yī)生林向進(jìn)順利切除了她第10、11節(jié)胸椎的大部分椎體以及相關(guān)部位的椎間盤組織，然后僅用10分鐘就替換了患者原有的兩段椎體。
據(jù)了解，以往類似的手術(shù)需要分為兩個(gè)步驟，患者需要切除兩段病變胸椎，并用人工椎體替代，再輔以鋼板等器材進(jìn)行固定。而且，對(duì)于骨科醫(yī)生而言，根據(jù)X線片與CT片作出的術(shù)前判斷的精準(zhǔn)度也有限，需要打磨人工椎體以契合患者原有的脊柱，可能來回多次嘗試才能順利嵌入，對(duì)患者形成的體面創(chuàng)傷和心理傷害很大，效果往往也不盡如人意。
“定制化數(shù)字醫(yī)療3D打印”聯(lián)盟成立
2014年12月5日，國(guó)內(nèi)首家“定制化數(shù)字醫(yī)療3D打印”聯(lián)盟在青島市成立。這個(gè)聯(lián)盟由海信醫(yī)療設(shè)備股份有限公司、威高骨科材料股份有限公司、青島大學(xué)附屬醫(yī)院三方聯(lián)合成立。
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據(jù)董蒨介紹，除了腦外科使用外，在口腔科的下頜骨修復(fù)、骨科的脊柱、椎間盤修復(fù)等領(lǐng)域，都可以使用這樣的“私人訂制款”材料。
威高集團(tuán)總經(jīng)理助理寇萬福告訴記者，3D打印的醫(yī)學(xué)材料主要使用的鈦合金無毒、質(zhì)輕，已經(jīng)被實(shí)踐證明是與人體相容性最好的醫(yī)用材料，在患者接受核磁共振等檢查時(shí)產(chǎn)生的干擾最少，比以往的人工椎體更為堅(jiān)固耐用，可塑性更高。
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