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加大研發加強人才培養加速我國3D打印技術在醫療行業的運用

2021-11-25 10:19:25 來源：青島財經日報

莊建醫生是廣東省人民醫院心血管醫學3D打印實驗室主任。在進行先天性心臟病手術前，他和團隊可以把病人心臟模型打印出來，縮減手術判斷時間、提升治療效果。目前，他已經將3D打印技術應用于數百例病人的術前規劃。

顧名思義，3D打印技術不是用油墨在紙張上打印內容，而是在三維空間里逐層打印出立體的東西。這一新興技術正加速在我國醫療領域應用，落地場景日漸廣泛。記者了解到，包括北京大學第三醫院、北京積水潭醫院、南方醫科大學第三附屬醫院等在內的多家醫院，已將其運用于術前規劃、手術導板、人體植入等。

3D打印技術已在多家醫院運用

3D打印也稱增材制造，是指基于數字模型，在三維方向逐點、逐線、逐層堆積，將材料制造出立體實體構件，是一種創新性制造技術。目前，全球已經發展出金屬3D打印、高分子3D打印、陶瓷3D打印以及生物3D打印技術。

據悉，全國多個醫院已有3D打印技術應用的案例。如北京大學第三醫院、北京積水潭醫院、上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院、浙江大學附屬第一醫院、廣東省人民醫院、南方醫科大學第三附屬醫院等。

根據難度和深度，3D打印技術在醫療上的運用可分四個層面：術前規劃和提前演練、手術導板和康復支架、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。

在術前規劃和提前演練方面，南方醫科大學基礎醫學院教授、廣東省醫學生物力學重點實驗室主任黃文華介紹，傳統的CT、MRI等影像學檢查結果出來的是二維數據，有經驗的醫生有時對一些復雜案例也難以準確把握。利用數據打印出3D實體模型，可以讓醫生直觀、立體地了解病變局部解剖關系。

以先天性心臟病手術為例，每個病人的情況都不同，以往整臺手術三分之一的時間醫生要觀察和判斷病情，在把握不準的情況下還要請其他醫生會診。利用3D打印技術，可以在術前把病人心臟模型打印出來，提前做好手術規劃。

“從病情診斷到手術規劃，再到手術當中參照，3D打印技術對醫生有很大幫助，也縮短了手術時間，提高了治療成功率。”莊建說。

在手術導板和康復支架方面，南方醫科大學第三附屬醫院院長、廣東省骨科研究院運動醫學研究所所長蔡道章介紹，嚴重畸形病人的手術定位困難，可通過3D打印出手術導板以指導精準手術。對骨缺損的病例，可3D打印出個性化材料修復缺損，使假體固定更加穩定。

黃文華表示，3D打印技術在骨科內植入物的應用比較突出。它可以根據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打印在醫療行業的運用加速，但在技術成熟度、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、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還是比不上鍛造的。“一些關節面部位無法用3D技術打印出來。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，因此技術在及時性方面還需要提升。

研發3D打印設備及應用的珠海賽納數字醫療技術有限公司副總經理尹新立表示，目前，很多醫生不了解彩色多材料軟硬3D打印技術如何運用于醫療中，在大城市的醫院認可度較高，而基層醫院的醫生了解還不多。

此外，受訪人士表示，由于3D打印是個性化定制產品，因此價格相對其他治療方式高，這也制約了這項技術更快推廣。莊建介紹，在廣東省人民醫院打印心臟模型，建模需要2900元，打印出來總共需要5900元。

一些省份已經出臺了關于3D打印技術的收費標準。莊建表示，只有讓成本進一步下降，才會讓更多病人使用起來沒有后顧之憂。

專家建議加大研發，加強人才培養

全球醫生組織中國總代表時占祥介紹，3D 打印技術和產品在全球已廣泛應用于臨床領域，如骨科、兒科、心胸外科、血管外科、放射科和腫瘤科等。行業預測幾年內3D打印技術在硬件、服務和材料方面將迎來市場大爆發。

多位業內人士建議，加大科研投入和人才培養力度，推動3D打印技術在醫療行業的廣泛運用。

黃文華表示，現在3D打印迫切需要解決一系列前沿基礎科學問題，比如植入物的生物力學問題，可避免人體產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。

蔡道章表示，人體的骨骼、關節和韌帶，實質都是某種特殊材料，這些部位發生缺損都需要用相應材質的東西去修復，科學家應重視對材料的研究。

此外，人才培養和培訓也至關重要。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打印技術應用于醫療的了解。

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，讓更多醫生和患者了解這項技術，搭建大醫院和基層醫院的交流合作平臺，帶動更多醫院使用3D打印技術，造福更多患者。