3D打印：生命的新希望

王哲

起步于20世紀90年代的3D打印技術現今已經悄然融入航空航天、汽車制造、食品等工業領域，在醫學領域的應用更為耀眼。

2014年12月13日，北京大學第三醫院骨科主任劉忠軍教授在2014北京大學3D打印骨科應用國際論壇上表示：“3D打印在骨科領域的應用，是值得期待和深入研究的革命性技術，可能會帶來骨科領域的重大突破。”

患者脊柱發生的各種病患外傷，都可以由醫生專門訂制，在患者椎體切除后為其打印一塊與切除椎體完全一致的椎骨，完美與相鄰椎骨相接……這些原來只在電影或者科幻小說中出現的場景，已經逐步在國內落地，并在患者身上發揮作用。目前，北京、上海、青島、杭州等一二線城市都已經開始3D打印在醫療領域的探索。

3D打印挽救重傷少年

2014年12月初，在山東省青島市下屬的平度市發生了一起嚴重車禍。車禍中，一名不滿18歲的少年胸部遭受重創，導致第8胸椎破碎，第7、8胸椎錯位，需要立即手術。但傷者的情況讓主治醫生猶豫再三下不了決心：手術不及時，會造成無法挽回的后遺癥，輕則癱瘓，重則死亡。而如果一旦在手術中誤傷脊髓，同樣會導致雙下肢癱瘓。

醫生最后決定把傷者緊急轉診至青島大學附屬醫院。青島大學附屬醫院脊柱外科副主任馬學曉接診后，首先通過從美國引進的MIMICS計算機輔助外科技術與快速成型3D打印技術，將少年的胸椎等比例打印出來，在模型上找到有可能壓迫脊髓的骨折塊，實驗探索出進釘的位置和角度后，將進釘路線又打印了一個導板，導板與患者的脊椎結構完全契合。手術時，馬學曉將導板安置在患者的脊椎上，利用導板上預留的進釘口準確無誤地選定進釘點，輕松完成了脊椎固定手術。

12月16日，馬學曉和助手們又為一位82歲的老人完成了在椎管內腫瘤被切除后的頸椎固定手術，而此前這樣的手術稍有不慎就會使患者成為植物人。

馬學曉告訴記者，在傳統的脊柱外科手術中，主要依靠X光片與CT、MRI等二維影像技術進行術前準備，不可能全方位顯示病變情況。“臨床經驗再豐富的醫生也難免在復雜情況下操作失誤，極易出現脊髓神經損傷、截癱等并發癥。”這次他之所以這么放心大膽，就是因為個體化設計的3D打印導板的有力輔助。整個過程就像根據GPS的導航功能開車，但精確程度無以復加。馬學曉認為，3D打印醫學技術在脊柱外科的應用是患者的最大福音。

據了解，這套當前國際上最先進的MIMICS計算機輔助外科技術與快速成型3D打印技術是于2014年7月，馬學曉在赴美進行博士后研究期間為青島大學附屬醫院引進的。這套系統運用MIMICS軟件采集并處理患者的CT數據，在計算機中制作三維模型，立體、精確地顯示病灶及周圍組織情況，據此設計手術方案，并在三維模型上完成虛擬手術。然后，再運用3D打印技術，等比例打印出患者病灶的全仿真模型，在模型上進行細致的手術預演。

人工椎體植入脊柱

無獨有偶，不久前，浙江大學附屬第一醫院順利完成了國內首例將3D打印技術應用于治療脊柱多節段病癥的手術。

杭州一名21歲的大四女生近段時間胸痛得非常厲害，她到浙江大學附屬第一醫院就診后得知，自己患上了骨化性纖維瘤，第10、11節胸椎已經遭到了明顯的破壞，出現了病理性骨折。

在得到這名患者的認可，并通過所有的倫理手續后，浙大一院骨科主任林向進和團隊成員決定使用最新的3D打印技術，將鈦合金粉一層層疊加制成1比1的鈦人工椎體。12月3日，主刀醫生林向進順利切除了她第10、11節胸椎的大部分椎體以及相關部位的椎間盤組織，然后僅用10分鐘就替換了患者原有的兩段椎體。

據了解，以往類似的手術需要分為兩個步驟，患者需要切除兩段病變胸椎，并用人工椎體替代，再輔以鋼板等器材進行固定。而且，對于骨科醫生而言，根據X線片與CT片作出的術前判斷的精準度也有限，需要打磨人工椎體以契合患者原有的脊柱，可能來回多次嘗試才能順利嵌入，對患者形成的體面創傷和心理傷害很大，效果往往也不盡如人意。

“定制化數字醫療3D打印”聯盟成立

2014年12月5日，國內首家“定制化數字醫療3D打印”聯盟在青島市成立。這個聯盟由海信醫療設備股份有限公司、威高骨科材料股份有限公司、青島大學附屬醫院三方聯合成立。

“比方說常見的顱骨損傷，邊緣多是不規則的，傳統只能使用同一規格的鈦合金鋼板蓋住，而現在腦外科醫生可以根據缺損情況，利用海信的數字醫學軟件給出原始數據，由威高集團用合適的材料建模，最終3D打印出需要的顱骨缺片。一塊頭骨打印出來需要兩小時，從威高打印室快遞到青島四小時，消毒半小時后就可以用到患者的顱骨上……”青大附院副院長董蒨這樣舉例向記者介紹了三方合作的具體操作程序。

據董蒨介紹，除了腦外科使用外，在口腔科的下頜骨修復、骨科的脊柱、椎間盤修復等領域，都可以使用這樣的“私人訂制款”材料。

威高集團總經理助理寇萬福告訴記者，3D打印的醫學材料主要使用的鈦合金無毒、質輕，已經被實踐證明是與人體相容性最好的醫用材料，在患者接受核磁共振等檢查時產生的干擾最少，比以往的人工椎體更為堅固耐用，可塑性更高。

另外，記者了解到，3D打印的個性化產品在應用上目前尚無國家行業標準，需要采集臨床實驗數據促成這一標準的出臺。“定制化數字醫療3D打印”聯盟的一個重要使命是共享各自在硬件、軟件、臨床應用等方面的優勢資源，共同推動“定制化數字醫療3D打印”臨床應用行業標準和國家標準的制定。