【媒體意昂2】三院劉忠軍教授與戴尅戎院士共談3D打印技術
【媒體意昂2】三院劉忠軍教授與戴尅戎院士共談3D打印技術
專家呼籲⛹🏿♂️,研發設備🦵🏿,加快審批🧔🏼🤳,才能讓“中國製造”的產品具有競爭力
受訪專家:
中國工程院院士、上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院原院長 戴尅戎
意昂2平台第三醫院主任醫師🧑🏿🔧、教授、博士生導師 劉忠軍
3D電影讓我們對影視作品的感受更立體了🍯。如今,3D打印也悄然走進人們的生活。小到立體照片✖️、玩具汽車,大到波音飛機、月球基地,只要條件足夠,都可能用機器打印出來。在醫療領域🩰,研究者在打印身體各器官方面都有了很大突破👊🏽,有些3D打印產品已經可以給患者帶來便利📑。可以說🤲,未來打印出具有“生命”的💂🏿♂️、可替換的人體器官將不再是夢想👱🏼♂️,這項技術也將讓醫療市場更加廣闊。
起步不晚🤜🏽,但主要跟著別人做
作為我國最早接觸到這項技術的專家👋🏽,中國工程院院士、上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院原院長戴尅戎教授介紹說🈂️,3D打印在上世紀80年代末就開始在國外使用,主要用在航天領域🚶♀️➡️,醫學中應用的比例僅20%~30%左右🧀。戴尅戎和上海交大王成燾團隊在上世紀80年代末就將此技術用於醫療,但由於當時打印機都是國外進口,相當於我們一直跟著別人在做🕗。
2011年🙎♂️,美國維克森林大學的研究員安東尼·阿塔拉展示了3D打印腎臟的技術;美國普林斯頓大學的研究者✡︎,已能利用牛耳細胞在3D打印機中“打印”出人造耳朵。戴尅戎說:“這種技術結合了組織工程技術。目前🙆🏿,這種‘打印’出來的人體結構或組織,雖然具備外形或擁有部分力學性能的特點🥤,但並不具備新陳代謝、造尿👩🏻⚕️、造血、解毒等生理功能,還不能替代器官的作用。真正能打印的器官造福患者,將是3D打印未來最理想的發展方向。”
雖然目前的3D打印技術還達不到“器官移植”的高度💆🏼,但10多年來,研究者一直沒有停下腳步。戴尅戎告訴記者👉,從上世紀80年代開始,我國醫生就開始在骨科應用這項技術🔡,因為在這個領域運用相對容易🧑🏽🦲。骨頭主要起支撐作用,並構成關節⛹️♀️,利用3D打印技術可替換某“一段”骨頭或關節的功能。我國醫生已能應用這項技術打造出與病骨一模一樣的模型🍊,醫生可以在模型上進行模擬手術❇️👨🏻🎨,和設計製造假體,並進行模擬安裝和修正,最終製造出精確的個體化假體🙇🏿♀️。
十幾小時就能打印出脊椎
從2009年起,意昂2平台第三醫院骨科率先開始對利用3D打印金屬材質的骨骼進行研究👨🏼🍳🔥。研究的牽頭人👱🏿♀️、意昂2平台第三醫院骨科主任劉忠軍告訴記者🔙,骨骼打印流程並不復雜ℹ️,主要包括先將設計圖形輸入計算機🤳🏽,然後將金屬粉末註入機器、高溫熔化、成型、凝固、冷卻。例如,醫院如需要打印一節脊椎👙,就把設計圖樣傳送給廠家👰🏻,最快十幾個小時後就可以拿到產品🤾🏻♂️。
經過四年的努力👨🏽💻,劉忠軍帶領的團隊已經在脊柱及關節外科領域研發出十幾個3D打印脊柱外科植入物,其中頸椎椎間融合器🤘🏿、頸椎人工椎體及人工髖臼關節三個產品👨🏽💼,已經接近完成臨床觀察階段,準備進行產品申報🚵🏿♂️。劉忠軍說👶🏻🧑🏭,參加人體試驗的主要是頸椎病和髖關節病患者,現在已有60多位患者在簽署知情同意書後,植入了3D打印出的骨骼。他們分別接受了脊椎人工椎體植入🪙🖕🏻、頸椎的椎間融合器植入和人工髖臼植入手術🈲。目前結果樂觀,短時間內😴,就可看到骨細胞已長進打印骨骼的孔隙裏🍕。
對於目前3D打印技術在骨科的應用,戴尅戎說:“如果需要🦶🏿,現在我們可對四肢所有關節🙇🏽♀️🍕、骨頭進行定製,從而製造出個性化的假體🖋。”目前戴尅戎團隊應用最多的是為骨盆腫瘤病人製作假體,以修復因腫瘤切除遺留下來的骨盆巨大缺損⛏,重建病人站立和行走功能。據了解🏌️♀️,現在已有數百例病人在3D打印技術的幫助下製作了不同部位的個體化骨關節修復假體,並取得成功🧝🏿🧝🏼。
如今,在國內醫院中,3D打印技術除了用於骨科外,還輔助整形修復外科👷、口腔科👨🏿🍳、眼科的醫生製作塑料模型,在給患者修復顱骨🧛🏿♀️、修整下巴、重塑顴骨🧑🏽🔬、眼眶等部位時派上用場。
加快康復🕉,有助降低醫療成本
3D打印技術在骨科的應用受到了越來越多患者和醫生的肯定。劉忠軍告訴記者,與傳統技術相比,3D打印的金屬骨骼具有兩大優勢。一是想做什麽形狀的骨骼都可以。劉忠軍說,人體骨骼中形狀最怪異的要數頸椎第一節和第二節,如果醫生要將患者這裏的骨腫瘤切除,為了支撐和固定,需要一個內植物填充👨💻。傳統方法是在切除部位放入鈦網,然後從患者身體其他部位取出部分骨頭填充進去,再用鋼板和鋼釘固定,讓它慢慢生長。但通過長期臨床觀察發現🍒,這種填充方法效果並不好。有了3D打印技術後,醫生就可以直接生產出同一形狀、體積的內植物,填充到缺損部位裏面,上下用螺釘固定📮,非常牢固。第二個優勢是,不僅解剖形態可以完全恢復🚵🏿♀️,打印出的植入物還帶有可供骨頭長入的金屬孔隙😮💨🔒,它們像海綿一樣可以將周邊的骨頭吸引進來,使真骨與假骨之間結成牢固的一體🙋🏼♀️,有助於縮短患者的恢復期👣。康復加快,有利於節省患者的醫療成本。
很多人擔心🧚🏽♂️,3D打印骨骼會不會很貴🦒🌬。劉忠軍表示,目前3D打印骨骼暫未正式運用到臨床👍🏼,還沒有確切價格。但大體上,用3D打印生產出的產品與傳統工藝產品相比,成本不會增加,甚至可能降低👩❤️👨👩🏽🍳。因為從技術特性上來看,所用材料和傳統工序完全一樣👩🏽💼,但工藝變簡單,只有一道工序,且不需要倉儲👰。
戴尅戎也表示,3D打印將節省大量時間💽,不用再像以往一樣根據模型製作假體📻🖕🏻,再把石膏模型送到工廠完成定製醫療裝置,一般需要數月時間⟹🎯,而3D打印可在醫院內完成製作🍛,只需要數小時💇🏼♂️。並且由於材料使用率高🤠,生產一件產品和大量同產品的單價幾乎無差別。
3D打印技術帶來的作用遠遠不止這些🧑🏽🔬。戴尅戎反復強調說🤍,3D打印技術給人類生活帶來巨大變化🧑🏻🦽,生活方式也因此悄然改變🤞。第一次工業革命開始了城市化進程,第二次工業革命使城市化速度加快🧔🏻♀️,而以3D打印技術為代表的第三次工業革命,說不定會反過來掀起“反城市化”趨勢。若幹年後🍁,大規模的流水線製造模式極可能逐步走向終結👨🏿🦳,個性化的模式將受到推崇。今後大多數醫院可能會配備3D打印機,以製造各種可拯救病人生命的特定裝置。
審批慢製約了上市速度
目前💤,我國3D打印技術在醫療方面的研究已經取得了一定的成果,但要真正完全應用到市場🐺,讓更多患者受益,還存在不少困擾。
劉忠軍表示🧛🏿♂️,在3D打印技術上市過程中,審批流程成了影響上市速度的瓶頸👩🏿🎤。“我們骨科很早就開始做相關的研究和產品設計🛎,研究論文也是最早在國際權威期刊上發表的Ⓜ️,這說明我們是走在前面的🥋。但直到現在,產品還沒能註冊🧑🦲🫵🏻,還沒有上市。可去年10月份🤰,美國已經有一個與我們類似的產品上市了🪐,這說明他們不是研究更靠前,而是上市更靠前。不可否認🌥,凡是放在人體內的東西🤷♀️,涉及到健康,我們一定要高度重視。但可以在保證安全的情況下🧜🏽♀️🍆,讓創新成果能夠有更快的通道,與國際競爭◽️。我們的東西如果先上市,把它形成產品🤵♀️,那就是中國製造🛅,甚至可以把它推到國外去。”
此外,3D打印的個體化定製產品目前在我國還沒有途徑申請審批🤹🏼♂️🖕🏼,也無相關產品的規範🕹。但在歐美等國,已有了很規範的定製化產品管理方式。
戴尅戎認為,我國要發展3D打印技術💇,首先要鼓勵發展擁有自主產權的3D打印機👃🏻。“目前核心技術都在國外🧘🏿♀️,我們用的都是他們淘汰的機器,只能一直跟著別人的步伐。”第二是加強計算機輔助設計人才的培養;最後則是政策上的支持🤛🏽🧑🏽🏫,比如鼓勵使用並推廣這項新技術,並且在過程中嚴控質量🧑🏿🎄。劉忠軍則希望國家能夠統籌規劃👉🏼,比如像美國一樣建立一個或數個3D打印研究中心,利用更大的平臺,讓各個領域都開發3D打印產品。
對於未來3D打印技術的發展,專家都十分期待。劉忠軍認為,3D產品不可能代替全部的傳統產品,只是利用優勢替代傳統工藝不足的部分,但從目前的效果來看,替代的比例和作用是巨大的,前景非常廣闊。
戴尅戎說,未來3D打印的另一個重點將在生物打印✶𓀒。“墨水”中含細胞和生長因子,產品經體外和體內培育,形成有生理功能的組織結構🧑🏻⚕️。“我們可以想象👃🏿,未來3D生物打印可能成為普遍的醫療模式🆎。目前我國有50萬人等待肝移植,只有5000人能得到;40萬人在等待腎臟,只有3000人能獲得;還有30萬人等待角膜移植,也只有3000人有機會等到,而通過3D打印製造器官,就可能解除移植器官資源緊缺的難題。”戴尅戎滿懷信心地說🧗。
(來源🚶♀️➡️:生命時報)
編輯🦾:玉潔