莊建醫(yī)生是廣東省人民醫(yī)院心血管醫(yī)學3D打印實驗室主任。在進行先天性心臟病手術(shù)前，他和團隊可以把病人心臟模型打印出來，縮減手術(shù)判斷時間、提升治療效果。目前，他已經(jīng)將3D打印技術(shù)應用于數(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)域應用，落地場景日漸廣泛。“新華視點”記者了解到，包括北京大學第三醫(yī)院、北京積水潭醫(yī)院、南方醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院等在內(nèi)的多家醫(yī)院，已將其運用于術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)導板、人體植入等。
3D打印技術(shù)已在多家醫(yī)院運用
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、逐線、逐層堆積，將材料制造出立體實體構(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，全國多個醫(yī)院已有3D打印技術(shù)應用的案例。如北京大學第三醫(yī)院、北京積水潭醫(yī)院、上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院、浙江大學附屬第一醫(yī)院、廣東省人民醫(yī)院、南方醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院等。
根據(jù)難度和深度，3D打印技術(shù)在醫(yī)療上的運用可分四個層面：術(shù)前規(guī)劃和提前演練、手術(shù)導板和康復支架、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，前三個在我國均有不同程度的應用。
在術(shù)前規(guī)劃和提前演練方面，南方醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院教授、廣東省醫(yī)學生物力學重點實驗室主任黃文華介紹，傳統(tǒng)的CT、MRI等影像學檢查結(jié)果出來的是二維數(shù)據(jù)，有經(jīng)驗的醫(yī)生有時對一些復雜案例也難以準確把握。利用數(shù)據(jù)打印出3D實體模型，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，每個病人的情況都不同，以往整臺手術(shù)三分之一的時間醫(yī)生要觀察和判斷病情，在把握不準的情況下還要請其他醫(yī)生會診。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)當中參照，3D打印技術(shù)對醫(yī)生有很大幫助，也縮短了手術(shù)時間，提高了治療成功率。”莊建說。
在手術(shù)導板和康復支架方面，南方醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院院長、廣東省骨科研究院運動醫(yī)學研究所所長蔡道章介紹，嚴重畸形病人的手術(shù)定位困難，可通過3D打印出手術(shù)導板以指導精準手術(shù)。對骨缺損的病例，可3D打印出個性化材料修復缺損，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)植入物的應用比較突出。它可以根據(jù)不同骨骼特征定制個性化植入物，從而避免標準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、生物力學效果不佳和使用壽命偏短等問題。
大規(guī)模應用尚存諸多瓶頸
受訪人士表示，雖然近些年3D打印在醫(yī)療行業(yè)的運用加速，但在技術(shù)成熟度、社會認知度、價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一步改進，目標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。人體一些不會磨損的地方可以用3D打印出來，但是會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較長時間，一些情況緊急的病人往往來不及使用，因此技術(shù)在及時性方面還需要提升。
研發(fā)3D打印設備及應用的珠海賽納數(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)如何運用于醫(yī)療中，在大城市的醫(yī)院認可度較高，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打印是個性化定制產(chǎn)品，因此價格相對其他治療方式高，這也制約了這項技術(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。
專家建議加大研發(fā)，加強人才培養(yǎng)
全球醫(yī)生組織中國總代表時占祥介紹，3D打印技術(shù)和產(chǎn)品在全球已廣泛應用于臨床領(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)預測幾年內(nèi)3D打印技術(shù)在硬件、服務和材料方面將迎來市場大爆發(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3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的廣泛運用。
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)科學問題，比如植入物的生物力學問題，可避免人體產(chǎn)生免疫排斥反應的材料問題。從長遠來看，提高打印出來的活體器官的存活率以及器官功能等，都需要進一步加強科研攻關(guān)。
蔡道章表示，人體的骨骼、關(guān)節(jié)和韌帶，實質(zhì)都是某種特殊材料，這些部位發(fā)生缺損都需要用相應材質(zhì)的東西去修復，科學家應重視對材料的研究。
此外，人才培養(yǎng)和培訓也至關(guān)重要。黃文華表示，應該鼓勵高校通過選修、講座等方式，讓更多人增加對3D打印技術(shù)應用于醫(yī)療的了解。
受訪人士建議，更多地方應制定3D打印的收費標準，同時加大宣傳，讓更多醫(yī)生和患者了解這項技術(shù)，搭建大醫(yī)院和基層醫(yī)院的交流合作平臺，帶動更多醫(yī)院使用3D打印技術(shù)，造福更多患者。
