3D打印突破醫(yī)療禁區(qū)

小到鞋子，大到別墅，3D打印正在改變公眾生活。這一技術(shù)進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域，擦出的火花更令人驚艷——它能精準(zhǔn)地打印出藥片和私人訂制的“人體骨骼”，幫助醫(yī)生突破醫(yī)療禁區(qū)，“完成過去想都不敢想的手術(shù)”。

1∶1比例打印骨骼 外科手術(shù)實現(xiàn)“私人訂制”

患者方先生今年27歲，兩年前跌傷后造成距骨骨折，后導(dǎo)致距骨塌陷壞死。聽說重慶市西南醫(yī)院骨科運動醫(yī)學(xué)中心制作出3D打印的具有生物學(xué)功能的個性化距骨假體，可以讓他重獲正常行走的能力，他決心一試。

中心主任唐康來介紹，由于手術(shù)需要用到3D打印技術(shù)，中心為此準(zhǔn)備了足足72個小時。7月4日上午8時，手術(shù)正式開始。90分鐘后，一個3D打印的假體成功連接上患者下肢和足部重要樞紐，手術(shù)順利結(jié)束。目前，方先生恢復(fù)良好，6周到3個月后將可以下地行走。

方先生的3D距骨手術(shù)只是我國借助3D技術(shù)加快實現(xiàn)外科手術(shù)“私人訂制”的一個縮影。

上月在上海舉行的第四屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)博覽會上，由我國自主研發(fā)的全球首創(chuàng)3D生物血管打印機讓觀眾見證了科技的魅力。據(jù)悉，該技術(shù)已在動物上進(jìn)行了血管生物打印的臨床實驗。唐康來說，在醫(yī)療領(lǐng)域，目前3D打印醫(yī)學(xué)模型技術(shù)已有許多應(yīng)用。比如，人們可以通過3D打印出的頭部模型清晰看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)、神經(jīng)、淋巴結(jié)等。

他表示，應(yīng)用3D打印技術(shù)有利于提高手術(shù)精度和手術(shù)成功率，并可以優(yōu)化手術(shù)效果。另外，3D打印的局部病變模型可用于醫(yī)患交流，降低病人的理解難度。

患者方先生被告知手術(shù)是植入一個具有生物功能的距骨關(guān)節(jié)，當(dāng)時他并不理解3D打印假體這種技術(shù)。等到唐康來拿著3D打印出來的距骨模型展示，他才恍然大悟。“這跟我自己的骨頭長得一模一樣，太神奇了。”

據(jù)介紹，在支撐承重方面，由于距骨是活動的關(guān)節(jié)，唐康來及其團(tuán)隊完全按照1∶1的比例3D打印出距骨，進(jìn)行差異化設(shè)計，距骨假體的內(nèi)側(cè)材料比外側(cè)致密，使假體更為靈活。

無獨有偶。今年初，北京大學(xué)國際醫(yī)院骨科也成功完成一例3D打印技術(shù)輔助骨科手術(shù)。

湖南省長沙市不久前也結(jié)合3D打印技術(shù)為“頭畸形”的患兒實施了手術(shù)，這是當(dāng)?shù)氐谝淮谓柚?D打印技術(shù)實現(xiàn)外科手術(shù)“私人訂制”。

唐康來說，以前進(jìn)行外科手術(shù)全靠術(shù)中解剖后按實際情況憑經(jīng)驗實施，效果如何只能等手術(shù)結(jié)束、縫合完后才能看出來?，F(xiàn)在運用3D打印技術(shù)，術(shù)前就按1∶1的比例重現(xiàn)患者所需手術(shù)部位，醫(yī)師一邊在腦中想象著裁剪方案，一邊在這個立體的、真實的頭骨模型上畫下手術(shù)切割線。

突破醫(yī)療禁區(qū) 完成“不可能”的手術(shù)

記者在北京、上海、廣東、重慶等地采訪了解到，采用3D打印技術(shù)輔助手術(shù)操作，可以使醫(yī)生更直觀地了解患者解剖結(jié)構(gòu)，為手術(shù)方案的設(shè)計和改進(jìn)、手術(shù)進(jìn)路的選擇和優(yōu)化提供極大幫助，有助于提高手術(shù)精準(zhǔn)度，減少患者痛苦。同時，3D打印可幫助醫(yī)生突破醫(yī)療禁區(qū)，完成過去無法完成的手術(shù)。如今，3D打印技術(shù)不僅能打印出與患者完全匹配的仿真器官，對復(fù)雜骨腫瘤，直接打印出植入患者體內(nèi)的骨骼假體、腫瘤切除后骨缺損的重建，也已經(jīng)能完全實現(xiàn)。

“3D打印應(yīng)用于醫(yī)療正帶來巨大變革。”中國工程院院士、骨科專家戴尅戎舉例說，“臨床上人工關(guān)節(jié)一般會分成五六個大小不同的型號，病人只能‘將就’著用。每年上百萬人做人工關(guān)節(jié)，讓流水線制作出的少量型號來滿足所有患者需要是不太可能的。3D打印能使‘量身定制’真正成為可能?！?/p>

南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院已經(jīng)將3D打印技術(shù)運用于復(fù)雜骨盆髖臼骨折治療。今年3月，一位女士不慎從四樓摔下，造成嚴(yán)重的骨盆、髖臼復(fù)雜骨折。“骨盆、髖臼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鄰近血管、神經(jīng)和重要臟器結(jié)構(gòu)，發(fā)生骨折后有較高的致死、致殘率?！蹦厢t(yī)三院創(chuàng)傷骨科主任樊仕才介紹，進(jìn)行手術(shù)尤其棘手的是，骨盆結(jié)構(gòu)很特殊，非常不規(guī)則，目前還沒有匹配的用來內(nèi)固定的接骨板，很難達(dá)到滿意的手術(shù)效果。

綜合評估患者病情后，樊仕才團(tuán)隊決定嘗試應(yīng)用3D打印，為她“量身定制”髖臼接骨板。接骨板主要使用鈦合金打印，與組織相容性較強，強度也符合人體需求。

今年4月，中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院神經(jīng)外科主任鄧躍飛接收了一名26歲的患者小張。小張被確診為巨大頸靜脈球瘤。腫瘤壓迫了他的右側(cè)三叉神經(jīng)、面神經(jīng)、聽神經(jīng)及舌咽、舌下神經(jīng)等多條重要顱神經(jīng)，“隨時有突然呼吸、心跳驟停的危險”。

“過去，這是不敢想象的手術(shù)?！编囓S飛說，這個顱底腫瘤生長的位置特殊，不僅在顱底深處，而且腫瘤與眾多組織“牽扯不清”。手術(shù)難度大、并發(fā)癥多、風(fēng)險高，稍有不慎便可能威脅患者生命。

鄧躍飛團(tuán)隊結(jié)合3D打印技術(shù)，將患者的顱底腫瘤及周圍組織等按原型1∶1比例打印出來。這時，腫瘤終于“活生生”地呈現(xiàn)在大家面前。他們按照模型確定手術(shù)入路、切除范圍，明確了手術(shù)中需要注意保護(hù)的重要血管、神經(jīng)?！霸诒M可能切除腫瘤的同時，最大限度地保護(hù)周圍正常組織，降低了并發(fā)癥和后遺癥的發(fā)生率?！?/p>

今年5月，上海兒童醫(yī)學(xué)中心運用3D打印技術(shù)為一個8月齡男童實施了“頭骨拼圖”。這是一次狹顱癥矯治，3D打印技術(shù)不僅為手術(shù)方案提供了精準(zhǔn)的實物模型，而且通過提前測量患兒父母面部數(shù)據(jù)，為患兒塑形后的面容體現(xiàn)父母特征提供了依據(jù)。

打印“活”的細(xì)胞 打印復(fù)雜器官

專家介紹，隨著技術(shù)進(jìn)步升級，3D打印有著日益豐富的“層次”，有用在人體外的，有用在體內(nèi)的，有打印組織工程支架的，有用活細(xì)胞打印的……

“國內(nèi)外都在試用3D打印制作假肢，現(xiàn)在歐洲開始用3D打印假眼睛?！贝鲗∪终f，隨著技術(shù)進(jìn)步，有的機構(gòu)開始用3D打印“活”的細(xì)胞，甚至開始培育出心臟肌肉，可自發(fā)跳動一段時間。

“3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，將是直接打印人體組織和器官?！蹦戏结t(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院院長蔡道章指出，這一技術(shù)很有可能也是在骨科率先得到突破?！耙驗楣呛蛙浌墙Y(jié)構(gòu)相對簡單，由骨細(xì)胞或軟骨細(xì)胞和基質(zhì)構(gòu)成，打印起來較為容易?！彼硎荆磥聿粌H可以打印出人工骨或軟骨，甚至可以打印肝臟等復(fù)雜器官。

專家表示，我國等待角膜、肝臟或腎臟移植的患者很多，但只有極少數(shù)能獲得移植，3D打印技術(shù)有望在未來扭轉(zhuǎn)這種局面。

復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院副院長鄭珊說：“3D打印還可以廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)教學(xué)、患者家屬術(shù)前介紹等環(huán)節(jié)。相關(guān)技術(shù)在不斷發(fā)展完善進(jìn)程中，更遠(yuǎn)的目標(biāo)是將生物材料通過3D打印出組織、器官等植入人體，這一前景值得期待?！?/p>

（摘自《經(jīng)濟參考報》2016年7月15日 李亞紅等/文）