提到3D打印，人們首先想到的可能是3D打印機(jī)能打印出你想要的食物、玩具、古董……事實(shí)不止于此，3D打印技術(shù)如今已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，比如在醫(yī)療領(lǐng)域，已經(jīng)可以將3D打印的椎體等植入物植入人體，也可打印心臟模型等。

日前，本報(bào)記者走進(jìn)北京大學(xué)第三醫(yī)院(簡稱“北醫(yī)三院”)和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院，實(shí)地探訪3D打印的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

人工椎體植入成為現(xiàn)實(shí)

繼2014年8月成功完成首例應(yīng)用3D打印人工樞椎置換術(shù)治療頸椎惡性腫瘤之后，今年6月，北醫(yī)三院再次宣布，經(jīng)過先后兩次總計(jì)10多個(gè)小時(shí)的手術(shù)，首個(gè)金屬3D打印定制的19厘米人造脊椎植入順利完成。

       這例手術(shù)是由北醫(yī)三院的骨科主任劉忠軍教授主刀完成的。11月1日，劉忠軍向記者展示了他存在手機(jī)里的照片，“這是術(shù)后3個(gè)月病人來復(fù)查的照片，現(xiàn)在，他康復(fù)得很好。”

劉忠軍介紹說，這位袁姓患者不幸患上了脊索瘤，侵蝕范圍非常廣，其胸椎和腰椎共5節(jié)脊柱都受到了侵蝕。“從醫(yī)學(xué)上講，只能通過手術(shù)把五節(jié)椎體上的腫瘤全部切干凈。但五節(jié)脊椎拿掉后，如何保持支撐?”

像這種情況，在過去常常使用鈦網(wǎng)內(nèi)填入自體或異體碎骨作為椎體間支撐器材，但是，由于需要植入的鈦網(wǎng)如此之長，一旦移位，壓迫脊髓，患者就會癱瘓。此外，原有的鈦網(wǎng)呈筆直的圓柱狀，與脊柱“S”形的生理曲線也并不匹配。

“因此，在有3D打印技術(shù)之前，這類病癥可能就無法進(jìn)行骨科手術(shù)。”劉忠軍用手中的骨骼模型向記者演示，“現(xiàn)在，我們利用金屬3D打印技術(shù)，制造出與他的5節(jié)脊椎形態(tài)與長度相仿的人工椎體。裝上這種從形狀到功能都與原本結(jié)構(gòu)相近的人造脊椎，患者完全可以像正常人一樣地生活和工作。另外，這種椎體的特殊之處在于能被制成海綿狀的微孔結(jié)構(gòu)，相鄰正常脊椎的骨細(xì)胞可以長入其中，最終實(shí)現(xiàn)骨融合。”

作為北醫(yī)三院的3D打印人工椎體研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，劉忠軍介紹說，3D打印技術(shù)在骨科，除了打印模型進(jìn)行術(shù)前精準(zhǔn)準(zhǔn)備和醫(yī)學(xué)教學(xué)之外，更重要的是可以直接定制個(gè)體的骨骼和關(guān)節(jié)等人體植入物。

先心病治療獲得新突破

過去，下腔型房間隔缺損通常被認(rèn)為是介入治療的禁忌癥，需要通過外科開刀才能根治。如今，在3D打印技術(shù)的幫助下，在許多患者身上實(shí)現(xiàn)了不開刀也能治愈的突破。

今年3月，在第十四屆中國介入心臟病學(xué)大會上，現(xiàn)場直播了一場來自北京阜外醫(yī)院心導(dǎo)管室的手術(shù)，當(dāng)時(shí)的主治醫(yī)生是阜外醫(yī)院介入治療科的鄭宏教授。在鄭宏看來，這場手術(shù)取得成功的法寶之一在于3D打印模型。

“該患者被診斷為‘房間隔膨突瘤伴多發(fā)性房缺’，其中較大的缺損緊鄰下腔靜脈，以往，只能通過外科手術(shù)治療。”鄭宏說。通過診斷，他認(rèn)為自己首創(chuàng)的采用PDA封堵器介入治療法可以不開刀治愈，建議患者定制一個(gè)3D打印“心臟標(biāo)本”，以便了解缺損的“解剖結(jié)構(gòu)”，從而更好選擇合適大小型號的封堵器械。

鄭宏介紹說，目前，在心臟病診治領(lǐng)域，3D打印對結(jié)構(gòu)性心臟病尤其是復(fù)雜性先心病的診斷與治療能起到意想不到的促進(jìn)作用。因?yàn)橥ㄟ^3D打印技術(shù)，可將患者的二維掃描數(shù)據(jù)打印成個(gè)體的心臟模型，醫(yī)生可以據(jù)此觀察患者的心臟結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃與預(yù)演，以找到最佳手術(shù)方式。

鄭宏說，3D打印技術(shù)還將為遠(yuǎn)程醫(yī)療提供更可靠、更直觀的信息，對一些臨床醫(yī)學(xué)的技術(shù)創(chuàng)新與新技術(shù)的普及推廣也能起到推動作用。目前在國內(nèi)，除了阜外醫(yī)院之外，還有約10家醫(yī)院同樣在開展各種類型的3D打印輔助治療先天性心臟病的應(yīng)用。

醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域前景廣闊

“除了骨科外，神經(jīng)外科、心胸外科還有其他的普通外科，3D打印的應(yīng)用都極其廣泛，”劉忠軍說，比如顱骨缺損或是眼眶部位缺損的修復(fù)，過去很難從形狀上做到完全契合，而通過3D打印，就可以提供完全個(gè)性化的醫(yī)療服務(wù)。

鄭宏認(rèn)為，3D打印技術(shù)的最高境界是通過細(xì)胞和組織3D打印制造出人類器官的替代品，如具有活性與功能的血管、瓣膜甚至心臟等組織器官。他建議，把細(xì)胞與組織的3D打印列為攻關(guān)重點(diǎn)，組建優(yōu)勢團(tuán)隊(duì)，開展國際合作，提高自主創(chuàng)新。

從國際上來看，中國的生物3D打印幾乎跟國外同步，個(gè)別領(lǐng)域尤其在臨床應(yīng)用方面可能還處于領(lǐng)先地位。因此，在這種情況下，應(yīng)從法律上給這樣的科技創(chuàng)新建立快速通道，加緊制定相關(guān)法規(guī)政策，以使“個(gè)體化定制”醫(yī)療能更快更廣泛地應(yīng)用于臨床普及。劉忠軍與鄭宏提出上述建議。