3D打印應用醫療造福患者
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對於3D打印,大家印象比較深的可能就是3D照相。站在掃描機前面,進行全身掃描,然後會打印出一個立體的塑像。如此而已,似乎也沒什麼大用。其實不然。如今,3D打印技術已經得到廣泛應用。比如在醫療領域,3D打印技術已經可以製造人類的骨骼組織,爲越來越多的患者解除病痛。而在陝西西安的第四軍醫大學,央視財經《經濟半小時》記者就見到了一位幸運的女孩兒。
依託3d打印人造器官不再是夢想
在西安第四軍醫大學口腔醫院,記者見到了來自延安的小景。小景今年20多歲,看起來陽光而健康。不過她告訴我們,自己的下頜骨上有一塊3D打印的金屬導板。這次來,她要取下金屬導板,並在下頜骨上種植牙齒。爲了確認上次手術的情況,她拿着剛拍CT片子找醫生詢問。
第四軍醫大學口腔醫院患者小景:我媽告訴我說是不是短了,我說我沒有感覺到疼了。
醫生:這個長得非常好,下頜骨。這個板子把整個下頜骨連在一起了。這雙側長得非常好。
2007年,19歲的小景不幸遭遇了一場車禍。這場車禍幾乎奪去她的生命,在病牀上昏迷30多天之後,小景奇蹟般地醒了過來。但是這場車禍卻讓她失去了左邊的一塊頜骨,由於缺損一塊骨頭,吃飯說話都有些困難。
小景:就是這塊沒有骨頭,吃東西用不上力,可能就比如說吃個什麼東西咬不動。說話我感覺還是有一點點就是說,說話漏氣,可能有時候這邊說話臉就凹進去。
如果說生活的不便還能忍受,那麼,對於一個愛美的女孩兒來說,容貌的改變就不那麼能讓人接受了。車禍之後,愛美的小景不願意照鏡子,不喜歡拍照片,更不願意出門跟人說話交往。她常常把自己的長髮披散着,有意遮擋自己左臉塌陷的地方。
小景:以前感覺自己笑的時候都好看,最後你想,光不是說這邊,而是這邊的,這邊的牙齒有好多都是掉了,最後這都是假牙,因爲這邊沒有骨頭,沒辦法做這個牙,不敢笑。
車禍後,小景的生活中沒有了笑聲。就在她對生活幾乎失去信心的時候,2009年,延安當地一位醫生告訴她,西安第四軍醫大學口腔醫院能幫助她恢復健康,這讓痛苦中的小景看到了希望。她來到西安,找到了第四軍醫大學口腔醫院醫生劉彥普教授。
第四軍醫大學口腔醫院頜面外科教授劉彥普:她當時在2010年的時候受到車禍,車禍以後沒有及時治療,導致她的臉部不對稱性畸形,我們可以看,從正面看還可以,側面看我們看這個地方凹陷下去了,那麼我們再讓她仰頭看,她的臉是明顯不對稱的,這邊是凹陷的。
劉彥普告訴央視財經《經濟半小時》記者,以前,對於小景這種植骨手術完全要憑外科醫生的臨牀經驗。有時候,往往骨頭裝上後會不對稱,或者不合適還要進行二次手術。但是小景來求醫時,醫院裏已經有了3D打印技術,他們決定運用3D技術爲小景進行植骨手術。
劉彥普:3D打印技術就是利用計算機的技術來重建一個物體或者病人的圖像,然後把它輸入到計算機裏頭,這樣就這樣可以打印出來我們手術當中所需要的各種的定位裝置,固定裝置,甚至是我們做植骨用的一些模板都可以。
劉彥普教授介紹,在小景的植骨手術當中,頭顱模型、定位導板、以及固定骨頭的金屬鈦板,都是通過3D打印機來製作完成。
劉彥普:它缺損的骨頭就這麼大,這時候我們用3D打印出來的,你那個假的骨塊在她的身上取一塊骨頭,非常嚴絲合縫地給她把這個骨頭修起來,那麼這麼修要比我們常規手術要準確得多。
劉彥普教授有三十多年的臨牀經驗,做了大量的外科手術,才成爲一名合格的外科手術醫生。但是3D打印技術正在改變劉彥普教授的手術方式。
劉彥普:我們老話叫長木匠,短鐵匠,我用傳統方法,我就要多取一塊,然後磨磨改改,然後才把它修好。(3d打印)這個你缺多少,我就補多少,對病人來講,損傷小了,手術時間也簡短,簡化了手術。我們可以看她的臉形兩側是對稱的,下頜骨的形態也恢復了,從側面看也恢復了。
當初車禍發生之後,因爲相貌受損,小景甚至有過輕生的念頭。但是在做了植骨手術之後,她開始慢慢地願意照鏡子,再次梳起自己的長髮,也開始用手機照了照片之後發給自己的朋友。生活的陽光再次溫暖了她的人生。
小景:可能就慢慢地開始,可能自己感覺臉也各方面都挺好的,因爲剛做了出院的時候臉肯定有點浮腫啊,但是回去就慢慢消腫了,所以那個時候就慢慢地開始愛照鏡子了。
現在小景已經準備在下頜骨上做植牙手術。劉彥普教授已經和醫院負責數字化和3D打印技術的工作人員進行了溝通,並上傳了小景的相關數據,提前對小景的植牙手術進行了設計,並打印了用於植牙的手術導板。
劉彥普:這是就是我們生產出來的這個用3D打印技術做種植體的導板,也就說我們把方向位置和空間都給定好以後,我們把這個眼留出來,這就是我們將來用種植體的位置,那麼將來我們把種植體沿着這個設定好的位置打印去,它的位置就完全能夠達到設計要求。
其實,從2001年開始,劉彥普就在一些手術中嘗試使用3D打印技術,當時稱爲快速成型技術。在這方面,西安交通大學的李滌塵教授給予了他很多的支持與合作。李滌塵是西安交通大學機械工程學院長江學者特聘教授,也是中國機械工程學會摩擦學分會人體關節與內植物專業委員會副主任委員,很早就開始3D打印技術的研究。
西安交通大學與第四軍醫大學攜手推進3d打印技術應用
在西安交通大學,李滌塵教授帶着央視財經《經濟半小時》記者來到實驗室。小景的下頜骨3D打印技術就出自這裏。記者看到,實驗室裏擺滿了各種各樣的3D打印設備和產品。李滌塵和他的團隊早在1999年就開始研究3D打印技術和設備。
西安交通大學李滌塵教授告訴記者,最初他們只是研究3D打印設備,但研發成功後,卻沒找到合適的用途。與此同時,第四軍醫大學正在四處尋找可以進行手術設計的數字化手段。相互的契合點,讓雙方一拍即合。就這樣,3D打印技術開始應用到個性化假體和定位導板的手術中。
西安交通大學教授李滌塵:這個已經用了100多例在患者身上,那麼像這個就是一個患者顱骨的缺損,那麼我們根據他的CT數據給他做顱骨的修復。所有這些都給患者提供了一個新的治療方案,使得我們3D打印技術在現實中獲得實實在在的應用。
在李滌塵看來,打印骨骼和手術中使用的定位導板,還只是3D打印的初級產品,未來,打印人體組織和器官也將成爲可能。目前,李滌塵教授研究的方向,是運用3D打印和生物醫學技術,來實現人體組織和器官的3D打印。他們現在主要研究的兩個熱點,一個是如何製作人工活性的軟骨和骨組織,另外一個肝組織。
李滌塵:這是我們打印出來的軟骨和骨的這種支架,把它植入到關節的部位,我們把這個進行了動物實驗,可以看到我們再生的軟骨和自然軟骨是非常接近的,實際上它的功能在力學性能上已經越來越接近了。
在肝組織的3D打印技術方面,李滌塵和他的研究團隊,已經能夠用自己研發的生物3D打印設備,製作出用於動物實驗的肝臟組織。
李滌塵:這是我們用的自己研發的這種生物3D打印設備,這是我們在這裏進行的細胞的培養,可以看到這個綠色的細胞,那麼這個紅色的是我們的支架,然後把它做動物實驗,我們把做的支架,放到大鼠的肝臟裏面,然後進行培養,我們這個培養它大概已經能活到20天。
肝臟移植目前在我國需求量非常大,很多患者苦於找不到合適的肝臟。未來通過3D打印技術,人工肝臟將成爲可能。據記者瞭解,依託西安交通大學、西北工業大學等科研院所的技術,陝西省在今年初成立了3D打印產業技術創新聯盟。孫盈軍創辦的3D打印公司就是這個聯盟的創始成員之一。
孫盈軍開始轉變公司的方向
通過3D技術聯盟平臺,孫盈軍發現在開展3D打印技術的醫院,急需他們這樣的公司,爲患者提供3D打印的骨骼模型,提供更爲精確的病理診斷和手術設計。而孫盈軍缺少的正是這樣的客戶。
孫盈軍:現在我們已經給就是做了200多例的骨骼模型,而且就是這裏邊,這200多例已經成功地進行了應用,不管是導板,還是剛纔說的一般的骨骼的一個參考模型,我們都有。
除了給醫院患者製作骨骼模型,孫盈軍的公司也爲一些通訊企業打印零件和模具,目前他的公司已經能夠有所盈利。
孫盈軍:就是從9月份基本上已經平衡了,接下來就已經就是,整個能不斷的,每個人都會上升,利潤都在上升,這樣的一個過程。
陝西省科技廳相關負責人介紹說,設立3D打印產業技術創新聯盟,是爲了彌補產業創新鏈、產業鏈和服務鏈之間存在的各種缺陷,其宗旨在於協調3D打印技術和產業相關資源,提升3D打印技術相關領域的研究、開發、製造和服務水平,以促進3D打印技術標準的推廣和應用。陝西省在國內3D打印領域有着雄厚的科研和產業化實力,業已形成較爲完整的創新鏈、產業鏈和服務鏈。數據顯示,截至2013年初,我國與3D打印設備、材料及應用相關專利共668件,陝西擁有其中369件,位居全國第一。
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