當(dāng)3D打印技術(shù)遇上醫(yī)療 外科手術(shù)也能“私人訂制”
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如今3D打印早已不是什么新鮮技術(shù)。從機械零部件到公交車、飛機,從迪拜推出全球首座3D打印辦公室到北京驚現(xiàn)雙層豪華3D打印別墅,3D打印的成果越來越多。近年來,還有一些科學(xué)家另辟蹊徑,把目光轉(zhuǎn)移到了醫(yī)療領(lǐng)域。
3D打印技術(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定制的“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)”。未來,這一技術(shù)目前發(fā)展如何?它離臨床普及還有多遠(yuǎn)?
患者福音 花小錢可以治大病
2015年,深圳市第二人民醫(yī)院迎來一位27歲李姓女子,因為她不幸患上入侵性巨大肩胛骨腫瘤,如不根治,恐要截肢。為了挽救這名女子的肩膀,深圳市第二人民醫(yī)院首次成功利用3D打印技術(shù),精確制出鈦合金肩胛骨假體,替這位癌癥病人植入,置換掉原來腫瘤壞死的肩胛骨,打造了一個新的“鐵肩”。
“一開始是采集李女士左邊肩胛骨大小、形狀等數(shù)據(jù),然后3D打印人工制作的樹脂材料肩胛骨模型,再通過這個模型設(shè)計出手術(shù)方案,在模型上標(biāo)注手術(shù)的螺釘孔、切除邊界,之后再依照模型制作出鈦合金人工肩胛骨。”深圳長郎三維科技公司聯(lián)合創(chuàng)始人、安徽長郎三維科技公司負(fù)責(zé)人呂文堂介紹說,最終3D打印的鈦合金人工肩胛骨可謂是量身定做,非常匹配。手術(shù)醫(yī)療大概花費了10萬元人民幣,李女士是在4月初進(jìn)行的手術(shù),幾天后便出院了,半年后已經(jīng)恢復(fù)正常生活。
呂文堂告訴記者,位于皖西北太和現(xiàn)代醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展基地的長郎三維科技有限公司,正致力于打造中原地區(qū)最大的3D打印應(yīng)用中心,集材料生產(chǎn)、裝備制造、技術(shù)研發(fā)和公共服務(wù)為一體。
“3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,正帶來醫(yī)療領(lǐng)域的巨大變革。”呂文堂舉例說,有過胳膊摔傷的朋友一定對吊著的石膏板印象深刻,現(xiàn)在用不到了,通過三維掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)“私人訂制”的醫(yī)療護具,能夠與你的骨骼肌肉完美契合,將受傷的胳膊保護地嚴(yán)絲合縫。“以前,專業(yè)運動員的醫(yī)療護具動輒幾萬十幾萬的價格,一套3D打印的護具可能只需要一千多塊錢,而且效果更好。”
不同于傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造”過程,3D打印采用的是“增材制造”。其產(chǎn)品是按照三維數(shù)據(jù)模型,由材料層層疊加“燒結(jié)”或“黏合”而成,整個生產(chǎn)過程不受任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝限制。任何空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,在3D打印機面前都是同樣的程序生產(chǎn)。“因此,3D打印在醫(yī)療方面既能突破無限想象,又能極大地節(jié)約成本,花小錢就能看大病,絕對是患者的福音。”呂文堂說。
突破禁區(qū) 完成“不可能的手術(shù)”
采訪中記者了解到,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)。
比如說要在患者的脊椎上面打孔,要置螺釘,可以根據(jù)患者的脊椎比如說椎弓根的解剖結(jié)構(gòu)做一個精準(zhǔn)的匹配的小擋板,使得醫(yī)生在術(shù)前做了規(guī)劃以后,手術(shù)中就能使用這個“導(dǎo)航板”精準(zhǔn)地將螺釘打入椎弓根,避免傷到脊椎上豐富的血管和神經(jīng)。手術(shù)前做到心中有數(shù),將醫(yī)生原來頭腦中的經(jīng)驗進(jìn)行量化,做了術(shù)前的演練,手術(shù)的成功率也會大大提高。
媒體報道,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,6月29日,方先生被收治到重慶市西南醫(yī)院骨科運動醫(yī)學(xué)中心。聽說中心制作出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。當(dāng)時他并不理解3D打印假體這種技術(shù),等到主治醫(yī)生拿著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。”
“3D生物打印在精準(zhǔn)醫(yī)療上大有可為。比如,我們可以把心臟病患者的二維影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為3D打印數(shù)據(jù),以1∶1的比例,打印出一個可拆可拼的心臟模型。醫(yī)生可以清晰地觀察病灶,制定出最科學(xué)的手術(shù)方案。這在以前是想都不敢想的,現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)實。”呂文堂介紹,長郎三維將在醫(yī)療器械領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),安徽的醫(yī)院很快將用上來自太和長郎三維科技公司生產(chǎn)的3D打印護具、義齒、骨骼甚至血管。
前景可期 安全監(jiān)管需要加強
3D打印成果除了直接應(yīng)用于醫(yī)療器械之外,還能夠跟其他技術(shù)結(jié)合,發(fā)揮更大的作用。
近日,美國賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出了一種低成本的3D打印設(shè)備,可以快速檢測寨卡病毒。據(jù)悉,這個3D打印的檢測裝置只有易拉罐大小,成本只有2美元,而且它既不需要用電,也不用專業(yè)技術(shù)人員操作,患者只需提供一份唾液樣本。而新西蘭一家眼部護理企業(yè)設(shè)計了兩款3D打印產(chǎn)品,專門搭載在智能手機上使用,進(jìn)行眼睛前部視網(wǎng)膜檢查,產(chǎn)品配有特殊透鏡以及可變光學(xué)濾波器,可以將手機變成一個前端顯微鏡,用來顯示眼睛前1/3部分的高分辨率圖像,捕捉急性角膜病變,該產(chǎn)品體積很小,價錢僅為現(xiàn)有眼部護理設(shè)備的1/100。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,目前醫(yī)療領(lǐng)域只占3D打印行業(yè)的1.6%,未來有望逐步增長到20%。3D打印技術(shù)讓未來充滿無限可能,而它在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也給人們帶來新的希望。可見預(yù)見,3D打印作為全球的前沿科技,將在醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
不過,3D打印醫(yī)療科技創(chuàng)新產(chǎn)品,目前主要為手術(shù)輔助工具及內(nèi)植物,涉及塑料類、金屬類及生物材料等多種材料。由于需應(yīng)用于人體,或長期植入人體內(nèi),醫(yī)療安全不容忽視。一旦應(yīng)用失當(dāng),可能危害使用者健康,甚至危及生命。
多位業(yè)內(nèi)專家提出,3D打印科技創(chuàng)新產(chǎn)品制作工藝較新,目前尚缺乏相應(yīng)評估標(biāo)準(zhǔn),傳統(tǒng)評審模式難以對其作出科學(xué)、客觀、合理的評價,這些因素使3D打印醫(yī)療科技創(chuàng)新產(chǎn)品在審批過程中遇到嚴(yán)重阻礙。
全國人大代表劉忠軍近年來多次在全國兩會上建議成立專門機構(gòu),審批3D打印醫(yī)療科技創(chuàng)新產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,鑒于國內(nèi)高端醫(yī)療產(chǎn)品主體依賴進(jìn)口,而很多情形下醫(yī)療技術(shù)水平?jīng)Q定于相關(guān)器材和裝備的現(xiàn)狀,3D打印醫(yī)療科技創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā),或可成為我國醫(yī)療水平趕超世界和相關(guān)產(chǎn)業(yè)崛起的難得契機。
(審核編輯: 滄海一土)
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