莊建醫(yī)生是廣東省人民醫(yī)院心血管醫(yī)學(xué)3D打印實(shí)驗(yàn)室主任。在進(jìn)行先天性心臟病手術(shù)前，他和團(tuán)隊(duì)可以把病人心臟模型打印出來，縮減手術(shù)判斷時(shí)間、提升治療效果。目前，他已經(jīng)將3D打印技術(shù)應(yīng)用于數(shù)百例病人的術(shù)前規(guī)劃。
顧名思義，3D打印技術(shù)不是用油墨在紙張上打印內(nèi)容，而是在三維空間里逐層打印出立體的東西。這一新興技術(shù)正加速在我國醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用，落地場(chǎng)景日漸廣泛。“新華視點(diǎn)”記者了解到，包括北京大學(xué)第三醫(yī)院、北京積水潭醫(yī)院、南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院等在內(nèi)的多家醫(yī)院，已將其運(yùn)用于術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)導(dǎo)板、人體植入等。
3D打印技術(shù)已在多家醫(yī)院運(yùn)用
3D打印也稱增材制造，是指基于數(shù)字模型，在三維方向逐點(diǎn)、逐線、逐層堆積，將材料制造出立體實(shí)體構(gòu)件，是一種創(chuàng)新性制造技術(shù)。目前，全球已經(jīng)發(fā)展出金屬3D打印、高分子3D打印、陶瓷3D打印以及生物3D打印技術(shù)。
據(jù)悉，全國多個(gè)醫(yī)院已有3D打印技術(shù)應(yīng)用的案例。如北京大學(xué)第三醫(yī)院、北京積水潭醫(yī)院、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院、浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院、廣東省人民醫(yī)院、南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院等。
根據(jù)難度和深度，3D打印技術(shù)在醫(yī)療上的運(yùn)用可分四個(gè)層面：術(shù)前規(guī)劃和提前演練、手術(shù)導(dǎo)板和康復(fù)支架、骨科匹配和人體植入、活體器官打印。目前活體器官打印全球都處于初步探索中，前三個(gè)在我國均有不同程度的應(yīng)用。
在術(shù)前規(guī)劃和提前演練方面，南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授、廣東省醫(yī)學(xué)生物力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任黃文華介紹，傳統(tǒng)的CT、MRI等影像學(xué)檢查結(jié)果出來的是二維數(shù)據(jù)，有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生有時(shí)對(duì)一些復(fù)雜案例也難以準(zhǔn)確把握。利用數(shù)據(jù)打印出3D實(shí)體模型，可以讓醫(yī)生直觀、立體地了解病變局部解剖關(guān)系。
以先天性心臟病手術(shù)為例，每個(gè)病人的情況都不同，以往整臺(tái)手術(shù)三分之一的時(shí)間醫(yī)生要觀察和判斷病情，在把握不準(zhǔn)的情況下還要請(qǐng)其他醫(yī)生會(huì)診。利用3D打印技術(shù)，可以在術(shù)前把病人心臟模型打印出來，提前做好手術(shù)規(guī)劃。
“從病情診斷到手術(shù)規(guī)劃，再到手術(shù)當(dāng)中參照，3D打印技術(shù)對(duì)醫(yī)生有很大幫助，也縮短了手術(shù)時(shí)間，提高了治療成功率。”莊建說。
在手術(shù)導(dǎo)板和康復(fù)支架方面，南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院院長(zhǎng)、廣東省骨科研究院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所所長(zhǎng)蔡道章介紹，嚴(yán)重畸形病人的手術(shù)定位困難，可通過3D打印出手術(shù)導(dǎo)板以指導(dǎo)精準(zhǔn)手術(shù)。對(duì)骨缺損的病例，可3D打印出個(gè)性化材料修復(fù)缺損，使假體固定更加穩(wěn)定。
黃文華表示，3D打印技術(shù)在骨科內(nèi)植入物的應(yīng)用比較突出。它可以根據(jù)不同骨骼特征定制個(gè)性化植入物，從而避免標(biāo)準(zhǔn)化骨科植入物難以與患者高度貼合、容易造成植入物功能受限、生物力學(xué)效果不佳和使用壽命偏短等問題。
大規(guī)模應(yīng)用尚存諸多瓶頸
受訪人士表示，雖然近些年3D打印在醫(yī)療行業(yè)的運(yùn)用加速，但在技術(shù)成熟度、社會(huì)認(rèn)知度、價(jià)格接受度等方面都有待提高。
黃文華介紹，3D打印在材料多樣性上還需要進(jìn)一步改進(jìn)，目標(biāo)是打印出來的器官模型盡量能“擬人化”，包括材質(zhì)、手感等多方面要盡量接近人體組織。
蔡道章表示，3D打印骨骼在生物力學(xué)方面的表現(xiàn)還是比不上鍛造的。“一些關(guān)節(jié)面部位無法用3D技術(shù)打印出來。人體一些不會(huì)磨損的地方可以用3D打印出來，但是會(huì)磨損的部分還是使用鍛造的。”
3D打印過程包括影像處理、物體打印等需要相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間，一些情況緊急的病人往往來不及使用，因此技術(shù)在及時(shí)性方面還需要提升。
研發(fā)3D打印設(shè)備及應(yīng)用的珠海賽納數(shù)字醫(yī)療技術(shù)有限公司副總經(jīng)理尹新立表示，目前，很多醫(yī)生不了解彩色多材料軟硬3D打印技術(shù)如何運(yùn)用于醫(yī)療中，在大城市的醫(yī)院認(rèn)可度較高，而基層醫(yī)院的醫(yī)生了解還不多。
此外，受訪人士表示，由于3D打印是個(gè)性化定制產(chǎn)品，因此價(jià)格相對(duì)其他治療方式高，這也制約了這項(xiàng)技術(shù)更快推廣。莊建介紹，在廣東省人民醫(yī)院打印心臟模型，建模需要2900元，打印出來總共需要5900元。
一些省份已經(jīng)出臺(tái)了關(guān)于3D打印技術(shù)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。莊建表示，只有讓成本進(jìn)一步下降，才會(huì)讓更多病人使用起來沒有后顧之憂。
專家建議加大研發(fā)，加強(qiáng)人才培養(yǎng)
全球醫(yī)生組織中國總代表時(shí)占祥介紹，3D打印技術(shù)和產(chǎn)品在全球已廣泛應(yīng)用于臨床領(lǐng)域，如骨科、兒科、心胸外科、血管外科、放射科和腫瘤科等。行業(yè)預(yù)測(cè)幾年內(nèi)3D打印技術(shù)在硬件、服務(wù)和材料方面將迎來市場(chǎng)大爆發(fā)。
多位業(yè)內(nèi)人士建議，加大科研投入和人才培養(yǎng)力度，推動(dòng)3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的廣泛運(yùn)用。
黃文華表示，現(xiàn)在3D打印迫切需要解決一系列前沿基礎(chǔ)科學(xué)問題，比如植入物的生物力學(xué)問題，可避免人體產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)的材料問題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，提高打印出來的活體器官的存活率以及器官功能等，都需要進(jìn)一步加強(qiáng)科研攻關(guān)。
蔡道章表示，人體的骨骼、關(guān)節(jié)和韌帶，實(shí)質(zhì)都是某種特殊材料，這些部位發(fā)生缺損都需要用相應(yīng)材質(zhì)的東西去修復(fù)，科學(xué)家應(yīng)重視對(duì)材料的研究。
此外，人才培養(yǎng)和培訓(xùn)也至關(guān)重要。黃文華表示，應(yīng)該鼓勵(lì)高校通過選修、講座等方式，讓更多人增加對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療的了解。
受訪人士建議，更多地方應(yīng)制定3D打印的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加大宣傳，讓更多醫(yī)生和患者了解這項(xiàng)技術(shù)，搭建大醫(yī)院和基層醫(yī)院的交流合作平臺(tái)，帶動(dòng)更多醫(yī)院使用3D打印技術(shù)，造福更多患者。
