October 6 University教授Mahmoud：英國(guó)和埃及3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

來源： SAMA國(guó)際論壇

2019年8月16日，由上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)指導(dǎo)，上海市增材制造協(xié)會(huì)主辦的第四屆SAMA國(guó)際論壇暨2019一帶一路3D打印與智能制造年會(huì)在上海盛大開幕。來自中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、新加坡、以色列、瑞典、埃及、印度、捷克等不同國(guó)家和地區(qū)的近百位全球頂級(jí)專家、行業(yè)領(lǐng)袖以及800余位企業(yè)代表蒞臨大會(huì)，探討智能制造和3D打印行業(yè)發(fā)展，展示和交流智能制造和3D打印技術(shù)在航空航天、生物醫(yī)療、汽車、模具、文創(chuàng)、影視及消費(fèi)品等領(lǐng)域的應(yīng)用。

埃及October 6 University教授Mahmoud Hafez應(yīng)邀出席并做主旨報(bào)告。

我在英國(guó)和埃及兩個(gè)國(guó)家都在工作，跟大家講講現(xiàn)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來趨勢(shì)。首先跟大家講一講兩個(gè)國(guó)家在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的一般情況。英國(guó)在歐洲具有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)，埃及在非洲是發(fā)展很快的經(jīng)濟(jì)國(guó)家，所以這是一個(gè)總體的背景。兩個(gè)國(guó)家的衛(wèi)生局是不一樣的，在英國(guó)我們有NHS，健康衛(wèi)生部是在二十世紀(jì)四十年代所建立的，在現(xiàn)在它主要的使命和工作是為英國(guó)的人民提供完整的醫(yī)學(xué)的保險(xiǎn)。在埃及是不一樣的，在英國(guó)私人的衛(wèi)生領(lǐng)域參與度是很小的10%，但是在埃及跟它比起來，首先不會(huì)為所有的人口來提供衛(wèi)生的服務(wù)，并沒有衛(wèi)生部。在埃及私營(yíng)領(lǐng)域提供醫(yī)療保險(xiǎn)，所以在埃及主要是私營(yíng)領(lǐng)域來參與，在埃及患者有許多人是買不起醫(yī)療保險(xiǎn)，主要是因?yàn)榘＜暗男l(wèi)生部所提供的質(zhì)量并不是很好。

    另外一個(gè)差別是決定是否使用3D或者其他技術(shù)的部門是不一樣的。在英國(guó)有許多的協(xié)會(huì)，比如說他們有國(guó)家臨床技術(shù)研究所會(huì)去頒發(fā)相應(yīng)的指南，規(guī)定哪些技術(shù)可以使用，哪些技術(shù)是不能使用的。同時(shí)還有一些醫(yī)療的協(xié)會(huì)，比如說BMA等等，這樣的協(xié)會(huì)都會(huì)出版相應(yīng)的指南，這些指南會(huì)知道我們的醫(yī)生哪些技術(shù)可以使用，哪些技術(shù)是不可以使用。所以是由NHS決定的，并且我們也知道這些醫(yī)院有醫(yī)院的理事會(huì)和董事會(huì)，董事會(huì)也會(huì)對(duì)一些事情有決定權(quán)。但是跟它相比較在埃及我們看到高費(fèi)用的服務(wù)和低費(fèi)用的服務(wù)之間的差距還是比較大的，我們也知道對(duì)于私營(yíng)領(lǐng)域來說一般是由利益驅(qū)動(dòng)的。所以我們的患者要挑選自己能夠負(fù)擔(dān)得起的服務(wù)，決定可以由外科醫(yī)師來決定。除非衛(wèi)生部想要作出相應(yīng)的服務(wù)。

    關(guān)于現(xiàn)在的狀況，在英國(guó)由于國(guó)家衛(wèi)生部所做的是否使用技術(shù)的決定可以達(dá)成全國(guó)范圍內(nèi)的統(tǒng)一性，并且在英國(guó)主要的目標(biāo)是安全和成本高效。主要決定的因素產(chǎn)品是否是安全產(chǎn)品，它是否非常的經(jīng)濟(jì)。因此所有的技術(shù)并不會(huì)非常容易就被采納，除非能夠去符合這兩個(gè)目標(biāo)。在埃及則是不一樣的，埃及可能領(lǐng)先英國(guó)使用一些新的技術(shù)。因?yàn)榘＜安粩嘣谒阉魉褜ば碌募夹g(shù)，這和英國(guó)是不一樣的。

   

因?yàn)樵卺t(yī)學(xué)的領(lǐng)域它和工程師不一樣的，在醫(yī)學(xué)如果有新的技術(shù)，這個(gè)技術(shù)是可以應(yīng)用的，或者是非常容易就可以去使用的話，并不意味著這樣的技術(shù)就一定能夠在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域使用，因?yàn)槲覀冎�道醫(yī)療最重要的就是安全。比如說做手術(shù)我們可以用機(jī)器人來進(jìn)行手術(shù)，比如說可以去進(jìn)行髖關(guān)節(jié)的置換，但是如果很貴的話要花100萬美金，或者做的并不能夠像外科醫(yī)生做的一樣好，那可能就不能使用。另外一方面機(jī)器人用它進(jìn)行手術(shù)如果有一些風(fēng)險(xiǎn)我們也不會(huì)不用它。因此我們必須要夠現(xiàn)實(shí)，這和工程師，醫(yī)學(xué)的醫(yī)生對(duì)于3D打印感到非常激動(dòng)，他們覺得可以打印一些器官，比如說心臟，可以解決所有醫(yī)學(xué)目標(biāo)，但是這不現(xiàn)實(shí)。我們必須要在真正的實(shí)際的實(shí)踐，也可以真的使用的，以及哪些我們的夢(mèng)想，我們的理念，思想要區(qū)分開來。同時(shí)我們要區(qū)分出哪些是可以應(yīng)用的，有一些在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中可以操作，但是在實(shí)際的使用當(dāng)中是不可以的，另外我們要區(qū)分開哪些是有用哪些是沒有用的，使用機(jī)器人或者其他的一些3D材料還有成本高效，必須要反復(fù)問自己一個(gè)問題，這樣新的技術(shù)你要去了解新的技術(shù)的成本和花費(fèi)，是否能夠大范圍使用。

   

3D打印的應(yīng)用有不同的程度，有一些3D打印可以作為標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。可以解決某一個(gè)疾病，可以作為L(zhǎng)G使用，我們會(huì)去看是不是能夠廣泛普遍使用，有一些3D打印可以作為選擇性模式，其他的治療方法可以作為傳統(tǒng)的，3D可以作為替代性偶爾使用的治療方法。另外我們可以在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)去使用，比如說有一些在患者身上應(yīng)用沒有取得FDA或者其他認(rèn)證，他們還是需要進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)。我們要進(jìn)行更多的研究，了解一下最終的結(jié)果，了解是否能夠獲得相應(yīng)的認(rèn)證。還有在實(shí)驗(yàn)中使用，在實(shí)驗(yàn)室中或者在動(dòng)物身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。還有一些其他3D打印的應(yīng)用，比如說創(chuàng)新性、創(chuàng)造性的應(yīng)用，但是還沒有真正的使用，有點(diǎn)像未來主義。所以我們?cè)谂e例一些標(biāo)準(zhǔn)化，比如說教育，我們并不會(huì)對(duì)患者進(jìn)行真的使用3D打印，但是我們?cè)诮逃�過程中培育一些新的年輕醫(yī)生的時(shí)候可以使用3D打印解剖模型，我們就可以使用3D打印出的模型培訓(xùn)醫(yī)生實(shí)際的操作，比如說在口腔當(dāng)中可以去使用。在口腔科當(dāng)中3D打印的模型是作為常規(guī)的模型，我們還可以使用上頜面使用或者外科整形科使用，或者取病學(xué)神經(jīng)手術(shù)神經(jīng)外科等等，我們可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都是在規(guī)劃下，也就是說你只是在規(guī)劃使用，在規(guī)劃一個(gè)手術(shù)的時(shí)候，我們會(huì)獲得CTMRI的影象幫助醫(yī)生來進(jìn)行規(guī)劃。我們就可以用3D打印出模型，并不是在手術(shù)的實(shí)施過程中使用的，而是在手術(shù)前幫助我們來進(jìn)行手術(shù)的計(jì)劃。比如說在這里一個(gè)上頜面的模型，因?yàn)樵谏项M面的應(yīng)用在未來可以作為常規(guī)的應(yīng)用，另外一個(gè)比如說我自己，90%我做的手術(shù)都會(huì)使用3D打印進(jìn)行規(guī)劃，明天我也會(huì)做更加詳細(xì)的演講，在明天的論壇當(dāng)中。我們會(huì)把它作為指導(dǎo)進(jìn)行放射治療，或者在疾病學(xué)當(dāng)中去使用。因?yàn)槟[瘤非常復(fù)雜，我們可以用3D打印模型進(jìn)行規(guī)劃，這是非常有用的實(shí)踐應(yīng)用。

對(duì)于剛才我講到的這些應(yīng)用的場(chǎng)景，在英國(guó)也是有所使用的，他們?cè)诎＜耙彩怯兴�使用的，所有的私人醫(yī)院或者公立醫(yī)院都會(huì)使用。在發(fā)展中的國(guó)家可能有一些零部件或者是機(jī)械機(jī)器，或者是非常小的醫(yī)療的設(shè)備儀器，如果說你要進(jìn)口比較困難，或者是因?yàn)榛ㄙM(fèi)非常高，你不太能夠去購(gòu)買，我們就可以使用。在這里顯示出經(jīng)常使用的3D打印，因?yàn)榛ㄙM(fèi)相對(duì)來說比較少。這是我想跟大家解釋，為了解釋不同程度的使用情況，想讓大家更好的了解一下現(xiàn)在有哪些應(yīng)用場(chǎng)景。比如說假肢，經(jīng)常會(huì)使用3D打印。英國(guó)和埃及兩個(gè)國(guó)家都是使用的。這是另外一個(gè)替代性的治療，比如說在這里是破碎的顱骨，我們可以用定制的3D打印的鈦替代物。在中國(guó)我知道也有所使用，在埃及也使用，但是使用非常有限。但是在英國(guó)使用的比較多這項(xiàng)技術(shù)。早期的應(yīng)用比如說在心臟學(xué)當(dāng)中有一個(gè)CT TAVI，他們有一個(gè)軟件會(huì)用3D打印，比如說會(huì)用它來打印出主動(dòng)脈膜。患者主動(dòng)脈膜功能有缺陷，我們就可以使用這樣的技術(shù)。你可以經(jīng)過血管進(jìn)入心臟，進(jìn)入心臟的瓣膜，你就可以用3D打印進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或者是使用3D打印出的模具看一下是否契合患者，或者僅僅是用3D打印進(jìn)行計(jì)劃規(guī)劃完成非常困難的任務(wù)。因?yàn)檫@個(gè)任務(wù)非常困難，我們會(huì)使用軟件進(jìn)行規(guī)劃避免使用和我們患者不契合的瓣膜。我們用3D打印就能夠幫助我們進(jìn)行手術(shù)。我在英國(guó)的醫(yī)院就會(huì)有所使用，但是現(xiàn)在埃及還沒有使用，在美國(guó)已經(jīng)使用幾年，最近剛剛在英國(guó)開始使用，但是在埃及還沒有使用，因?yàn)榘＜昂苜F。

這也是我們3D打印的應(yīng)用，心臟的瓣膜，3D打印可以預(yù)測(cè)心臟瓣膜旁漏具體的位置，并且旁漏的大小。我們?cè)谑サ貋喐缬袑ｉT的測(cè)試預(yù)測(cè)心臟的瓣膜旁漏。這也是我們做的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)在埃及沒有做，即便在英國(guó)目前還是沒有的。在埃及沒有，在英國(guó)也是沒有的，目前依然還在我們的實(shí)驗(yàn)階段，目前沒有能夠具體成型。用3D打印可以把皮膚直接打印在你燒傷的傷口上，從而彌補(bǔ)你的皮膚。掃描傷口產(chǎn)生大小相似感覺的連接皮膚層，把它掃描你就知道你的皮膚大小，產(chǎn)生大小相似的皮膚層，從而來覆蓋原來的皮膚，填充皮膚傷口上缺失的皮膚層，這個(gè)技術(shù)是很有前景的技術(shù)，特別會(huì)有一些皮膚燒傷的受害者，他們需要皮膚的重生。因?yàn)槊磕甑钠つw受害者還是會(huì)很多，對(duì)此來說應(yīng)用前景是很大的。從未來的視角來看，3D技術(shù)也可以充分利用未來的科技，當(dāng)然這是未來的，不是屬于現(xiàn)在的，我想可能幾年之后也許就可以成形的。比方說再十年左右，我們可能打印出真正的固體器官，比方說人的肝臟、心臟，你的腎或者你器官的一部分，直接來進(jìn)行應(yīng)用，這個(gè)前景還是非常好的。但是不是現(xiàn)在而是未來，未來除了能夠打印出真正器官之后問題也會(huì)來，比方說會(huì)不會(huì)出現(xiàn)買賣器官的情況，這種倫理問題是需要我們注意的。

我是一個(gè)研究人員，就是做這方面的研究和實(shí)驗(yàn)，同時(shí)我也在學(xué)術(shù)圈當(dāng)中有一定的影響力。這是在英國(guó)卡迪夫大學(xué)和兩位教授一起合作，一位是做整形外科，還有一位是做工程的。我們一起共同指導(dǎo)3D打印方面的博士研究生，比方說運(yùn)動(dòng)員受傷的時(shí)候，或者腿部有一些曲折的時(shí)候，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來說我們研發(fā)3D打印技術(shù)幫助運(yùn)動(dòng)員可以更加精準(zhǔn)置換運(yùn)動(dòng)員需要置換的損害的關(guān)節(jié)的方面，會(huì)做骨外科就是整形外科。同時(shí)還會(huì)做其他的一些應(yīng)用，我們可以用一些新材料，比方說做膝關(guān)節(jié)的置換術(shù)，用3D打印比現(xiàn)在所用的更為便宜，相對(duì)來說性價(jià)比更高，這是我們所做的3D打印合作項(xiàng)目。在卡迪夫大學(xué)我們有很好的儀器設(shè)備，有相應(yīng)的機(jī)器，同時(shí)也有一些大的機(jī)器，包括SLS和SLA大的機(jī)器在卡迪夫大學(xué)保證研究。

這是另外一所大學(xué)，在伯明罕大學(xué)做的增材制造，我們?cè)诓�明罕大學(xué)，大家看中間的圖片，這是我們小型的激光機(jī)器，主要是用作空間應(yīng)用，所以3D打印能夠在小型的空間中用起來�；脽羝�的右側(cè)是精準(zhǔn)化醫(yī)療設(shè)備中心，在伯明罕大學(xué)和一家公司做跨學(xué)科研究開拓增材制造的潛力，主要用在醫(yī)療器械方面解決未來疑難雜癥問題創(chuàng)造全新的合作，從而提升人們的生活質(zhì)量，這就是我的一些工作，既是研究也是應(yīng)用。這是在2015年發(fā)表的一系列論文，我們做的3D打印醫(yī)療應(yīng)用，從2004年開始有一個(gè)3D打印的工作就開始做了，講的是埃及中央冶金研究所的工作，我與研究所的合作是從2008年開始的。這是目前在埃及使用MRP，包括具體的執(zhí)行，數(shù)字基本上出現(xiàn)比較大的增長(zhǎng)，甚至數(shù)幾倍的增長(zhǎng)。這是我們3D打印在埃及的運(yùn)用，3D打印有很多的運(yùn)用，特別是在醫(yī)學(xué)的植入方面的應(yīng)用，埃及曾經(jīng)在2011年發(fā)生了很多暴力事件，那時(shí)候患者有骨折，3D打印就會(huì)發(fā)揮很多的作用，能夠有金屬植入物的應(yīng)用，包括上頜和下頜假體。下面是我們一些研究方面的工作，做的是生物相容性的材料，用于關(guān)節(jié)置換手術(shù)，這是明天也會(huì)要講的用的全關(guān)節(jié)置換術(shù)，我們?nèi)�掃描你的關(guān)節(jié)。這是另外的幻燈片，做關(guān)節(jié)置換術(shù)需要300片完成關(guān)節(jié)置換術(shù)，現(xiàn)在可能需要兩片。以前是72個(gè)步驟，要鉆孔等等。而我們用3D打印就不需要這么多步驟，不會(huì)產(chǎn)生太多的創(chuàng)傷。從而減少創(chuàng)傷性的影響，原來需要400個(gè)置換，現(xiàn)在我們能夠?qū)崿F(xiàn)更好的效果，在我們所完成400例當(dāng)中沒有一例后來因?yàn)閺?fù)發(fā)而出現(xiàn)死亡，也不會(huì)有后續(xù)太多的復(fù)發(fā)或者綜合癥。