深切哀悼：醫(yī)工結合、醫(yī)學3D打印泰斗王成燾教授

2021年5月22日，南極熊獲悉，我國醫(yī)工結合、醫(yī)學3D打印的領路人、泰斗，德高望重的科學家王成燾教授逝世。知情人士表示，“7 次上海及國家科技獎、20 本著作、63 載交大人；滿天下的桃李、 翡翠婚的伴侶、一雙孝順的兒女。今天 04:39，王成燾教授走完了他 81 年的人生�！�

王成燾教授簡介

1940年1月14日生于天津。1962年上海交通大學機車車輛工程系本科畢業(yè)。留校任教至2020年退休。1981至1983年聯(lián)邦德國Karlsruhe大學訪問學者。1990年受聘為正教授，1991年任博士生導師，國務院特殊津貼享受者。歷任：機械工程系機械設計研究所所長、科研副系主任、1993年至1997年任機械工程系（現(xiàn)機械學院）主任、校汽車研究院執(zhí)行院長等職�，F(xiàn)為：中國機械工程學會榮譽理事、下屬摩擦學分會榮譽理事、上海生物醫(yī)學工程學會榮譽理事。近30年致力于工程學與醫(yī)學相結合的交叉學科研究，具體研究領域包括：人體生物摩擦學與骨肌系統(tǒng)生物力學；硬組織外科植物工程學；外科臨床中3D打印、虛擬技術、導航與手術機器人等數(shù)字技術應用；仿真人體與現(xiàn)代醫(yī)學培訓技術等。科研成果"個性化人工骨關節(jié)CAD/CAM技術與臨床工程系統(tǒng)“獲2001年上海市科技進步獎一等獎和2004年國家科技進步獎二等獎。由國家科學專著出版基金立項，系統(tǒng)出版專著四部：《人體生物摩擦學》（2001年度中國機械工業(yè)科學技術獎二等獎）；《人體骨肌系統(tǒng)生物力學》；《骨科植入物工程學》（2018年上海圖書獎二等獎）；《數(shù)字骨科學基礎》。共指導碩士、博士研究生及博士后共105名。

上海3D部落總經理 許建輝，于2021年5月22日晚上寫了一篇 深切緬懷王成燾教授：《數(shù)字醫(yī)學的新平臺新征程》​

今天突然驚聞噩耗！

2021年5月22日凌晨 04:39，敬愛的王成燾教授走完了他 81 年的人生。

王成燾教授是我國醫(yī)工結合、醫(yī)學3D打印的領路人、泰斗，德高望重的科學家。7 次上海及國家科技獎、20 本著作、63 載交大人；滿天下的桃李、 翡翠婚的伴侶、一雙孝順的兒女。

我初入醫(yī)學3D打印便對王教授無比敬仰，后來有了更多的機會接觸和熟悉后，對王教授更是多了敬重，將王教授視作楷模、學習的榜樣。

在疫情之前的幾年，我和王教授幾乎每年都能在醫(yī)學學術會議或3D打印行業(yè)會議上見上幾面。后來因為熟了，有時候他會突然在后面拍我的肩膀說：“哈哈，又見到你了！”，有時候也會親切的叫我“老許”（實際上他比我年長許多，是我的長輩）。但，他就是這樣讓你感覺親切！

印象很深的是王教授雖然是醫(yī)工結合領域的權威專家、老前輩，但是每次醫(yī)學學術會議他都會認真聽講者（哪怕是非常年輕的晚輩）的報告，提出自己的問題和見解。他沒有任何架子，非常的平易近人，樂于傳授知識。

王教授本已在學術上取得了很高的成就，本可安享晚年。但他不甘心他的研究成果停留在學術上，想把這些成果實現(xiàn)產業(yè)化，不為名不為利，只為一份愛好，一份追求。于是在晚年向醫(yī)學3D打印產業(yè)化之路發(fā)起了挑戰(zhàn)！然而眾所周知，醫(yī)學3D打印市場前景雖然很好，但產業(yè)化之路并不順利，技術層面、政策層面、成本方面、市場認知方面，要解決的問題太多太多。王教授在推動醫(yī)學3D打印產業(yè)化方面也做了大量的工作，他的付出既讓人敬佩也讓人心疼。
王教授桃李滿天下。我不是王教授的學生，但我也是他的學生-一個編外學生，因為我在一次次的醫(yī)學學術會議上學習了他的報告。也曾有幸得到王教授的認可和賞識，只是沒有機會師從王教授，沒有機會為王教授服務、分擔。

醫(yī)學3D打印產業(yè)化之路雖然漫長，但已曙光初現(xiàn)。然而就在這時，我們敬愛的王教授走了，我們醫(yī)學3D打印領域痛失了一位長者，一個領路人。

在他病重時沒有機會和他見最后一面，心情非常沉重、悲痛！翻開微信，最后一次與王教授交流是在2020年8月22日，當時我們微信公眾號在征得王教授授權后分享了一篇他的報告，沒想到這竟成了最后一次交流。

王教授一路走好！


一個編外學生
許建輝
2021.05.22

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近兩年，王教授很少在媒體上露面，以下為3D打印在線于2016年對王教授的采訪內容:

王成燾教授介紹，上世紀80年代，3D打印技術一出現(xiàn)就受到了醫(yī)學界的重視，當時，他與另一位醫(yī)學3D打印名家、骨外科學和骨科生物力學專家、中國工程院院士戴尅戎合作開展個體化人工關節(jié)研究和臨床應用。當時，國內還沒有，他們便模仿它的工作原理，按照CT片一層一層手工切割塑料板，層層疊加，做出三維模型，解決了個體化人工關節(jié)設計的需要，隨后在學校的211工程的支持下，購買了正規(guī)的3D打印設備，開展個體化人工關節(jié)的臨床應用，并于2004年獲得國家科技進步獎二等獎。在之后的10多年間，王成燾教授為醫(yī)學3D打印研究做出了大量不可磨滅的貢獻。

請王教授先介紹一下3D打印技術之于臨床醫(yī)學具有什么樣的重要意義?

王成燾：我認為現(xiàn)階段3D打印技術對臨床醫(yī)學具有如下三個重要應用價值：

1、制作患者有關部位的3D打印模型，它是繼X光、CT/MRI 后醫(yī)學影像信息的第三個里程碑技術，當前兩者不能滿足醫(yī)生診斷和手術規(guī)劃需求時，在上述影像信息圖像處理基礎上進一步提供一個1:1的實體模型，對醫(yī)生是一個進一步的技術支撐。

今天的3D打印技術不僅提供骨骼的模型，而且可以提供彩色的、包含軟組織的組合式模型，對臨床醫(yī)學的支撐力度進一步增強;

2、3D打印手術導板。它是今天臨床手術精準化的重要技術支撐，已廣泛應用于口腔種植、脊柱椎弓根釘植入手術、人工膝關節(jié)置換以及整形外科等領域。從某種程度來說，它與術中導航，手術機器人相比，更容易在臨床中推廣應用;

3、金屬3D打印技術。它的出現(xiàn)不僅使個性化植入物的制造更為便捷，更重要的是它能實現(xiàn)多孔植入物的制作，將對骨科植入物的設計理念帶來很多重大的變化。

目前可供臨床醫(yī)學使用的3D打印技術主要有哪些?

王成燾：目前可供臨床使用的3D打印技術主要是SLS、SLA和FDM，它們都可以用來實現(xiàn)手術模型和導板的制作，我們歷史上曾經用過LOM技術，但由于精度和模型的強度問題，目前已退出使用。金屬3D打印目前存在EBM和SLM兩大技術，各有優(yōu)缺點，都有很好的醫(yī)學應用前景。

醫(yī)療應用對3D打印設備、材料有哪些具體要求?

王成燾：3D打印設備和材料是一個整體技術，在選擇時應該考慮如下幾個方面：

1)、打印精度。相對來說，顱頜面和口腔科要求精度較高，骨科(如骨盆模型精度稍低);

2)、表觀質量。一般來說SLA的打印件表觀質量最好;

3)、打印速度。同樣一個骨盆模型，用SLA打印約6小時，用FDM打印約40多小時;

4)、打印件強度。如眼科模型，由于眼窩底骨很薄，對模型的強度要求較高，是我們在這領域放棄LOM法的主要原因;

5)、后處理的難易程度。大多數(shù)3D打印技術對于復雜的模型都必須同時打印支撐，而去除支撐是模型后處理的重要一步。目前好的打印設備都用不同材料打印支撐，甚至在水中浸泡后支撐會自動融化，而有的打印機打出的模型支撐很難處理;

6)、經濟性。因為醫(yī)學3D打印直接面向患者，患者必須理解增加這一部分費用所帶來的價值，因此經濟性是3D打印技術在臨床推廣應用的重要因素。從這一點來說，F(xiàn)DM技術由于設備價格便宜，在經濟性方面有它的優(yōu)越性。

今年1月份，北美放射學會召開了一個會議，討論了3D打描、3D打印技術對放射科構成的挑戰(zhàn)。請問這兩者是什么關系?3D打印技術是要淘汰放射科還是可以跟放射科進行融合?

王成燾：如同我前面所說，3D打印技術是放射科功能的進一步延伸，當平面影像數(shù)據(jù)不能滿足醫(yī)生需求時，影像科可以進一步通過數(shù)據(jù)處理和建模技術，利用3D打印進一步提供醫(yī)生一個直觀的三維實體模型。它是影像科功能的進一步提升。我認為，今后的醫(yī)院影像科都應該具備提供三維實體模型的能力。我們現(xiàn)在幫助很多醫(yī)院建立3D打印能力，有的是單獨建立3D打印中心，有的就是建在影像科內。今后醫(yī)院的收費也可以分成兩種收費模式：單純CT以及含三維模型打印費用。

目前，為了更好的做好肝膽外科、腎外科的3D打印臨床應用，上海市第一人民醫(yī)院彭志海院長組織了醫(yī)院影像科和我們工程方的合作，探討如何利用現(xiàn)有影像科的設備與技術，將打印所需要的肝膽外科影像數(shù)據(jù)清晰地顯示，而我們工程方在研究如何提高軟組織建模的精度和速度，這也充分體現(xiàn)了在3D打印臨床的應用中影像科專家的重要性。

在中國(東莞)國際合作周的3D打印技術創(chuàng)新論壇上，你曾提及國家很快會出臺一些相關的政策或者是標準，請問現(xiàn)在出臺了沒有?相關的標準或者法規(guī)對于3D打印醫(yī)用有何意義與作用?

王成燾：據(jù)我所知，國家食品藥品監(jiān)督管理總局 (CFDA)很重視3D打印在臨床中的推廣應用，在2015年中相繼對北京、上海、西安等地進行了深入的調研。2015年12月15、16日，對初步形成的法規(guī)性文件邀請了醫(yī)院、企業(yè)、大專院校、科研單位的專家進行了深入的討論，應該說2016年這些討論的文件會公布施行。我個人認為3D打印技術用于臨床是一個醫(yī)工結合的、具有一定深度的專業(yè)化過程，就從我現(xiàn)在所支持的光韻達數(shù)字醫(yī)療科技有限公司的目前的狀況來說，技術人員已經面臨著從“全科醫(yī)生”向“�？漆t(yī)生”轉化的需求，因為肝膽外科醫(yī)生的需求和整形外科醫(yī)生的需求、專業(yè)背景和術語都是完全不同的，工程人員只有能和這些專業(yè)醫(yī)生融合，聽得懂他們的需求，才能更好的提供3D打印服務。

目前而言，3D打印在醫(yī)療上的應用還存在哪些瓶頸與障礙?可有解決方案?

王成燾：3D打印技術是一個嶄新的技術，它本身還處于不斷發(fā)展中。他在臨床中的應用也會不斷的深入和推廣。目前醫(yī)生方和工程方都有很大的積極性。但他屬于醫(yī)療器械領域，國內外都有嚴格的監(jiān)管系統(tǒng)。如美國的FDA，中國的CFDA等，如何盡快的出臺相關的政策法規(guī)，使大家在發(fā)揮科學積極性的同時，又有法規(guī)可依是當前的瓶頸問題之一。

3D打印在臨床中的應用最終面向的是患者，患者使用這項技術也很自然的必需付費。而付費目前在我國是有一定的監(jiān)管系統(tǒng)的，能否進入醫(yī)保要由衛(wèi)計委決定，因此3D打印醫(yī)學臨床應用的推廣是一個系統(tǒng)工程，如何處理好是當前的又一瓶頸。湖南省以省發(fā)改委和衛(wèi)計委的名義出臺了正式的試點性文件，我們也在努力推進上海學習湖南，進行試改。

您是生物醫(yī)學工程學院數(shù)字醫(yī)學臨床轉化教育部工程研究中心的帶頭人，能否請您介紹一下，到目前為止，中心所取得的突破與進展?以及在技術成果推廣等方面所取得的進展?

王成燾：目前中心的戴尅戎院士和我本人都在努力推進3D打印技術臨床應用的工作。我本人則帶領我們機械工程學原有的數(shù)字醫(yī)學團隊在上海松江高科技產業(yè)園建立了一個3D打印醫(yī)學產業(yè)化基地，我的目標是把醫(yī)學3D打印的成果從PPT轉化為GDP，我叫做P2P工程。因為3D打印技術在臨床中的應用很多醫(yī)生推出了精彩的案例，在各種會議上用PPT的形式展現(xiàn)，令人鼓舞。但是，作為一個醫(yī)學3D打印產業(yè)，如何取得企業(yè)所必須的GDP效果，存在著大量的問題需要去探討和努力解決。目前作為我們產業(yè)化基地的上海光韻達數(shù)字醫(yī)療科技有限公司是完全按照醫(yī)療器械生產企業(yè)的體制要求設計和建設的，正在努力通過醫(yī)療器械產業(yè)ISO13485體系認證，潔凈車間正在經歷主管部門的檢測和考核，導板成品和手術規(guī)劃軟件在按照國家規(guī)定的二類醫(yī)療器械要求進行產品注冊申報。工程化的工作在努力的進行中。

研究中心的名稱里有“教育部”的字樣，中心是否承擔著教育的職能?3D打印對于臨床醫(yī)學教學方面有什么啟示?

王成燾：“教育部”三個字主要是因為該中心是從教育部申請和獲得批準建立，所以全稱是上海交通大學數(shù)字醫(yī)學臨床轉化教育部工程研究中心。由戴尅戎院士和我為主在建設，雙方都有很大的研究生團隊，從博士后、博士生、碩士生三個層面培養(yǎng)學生。

據(jù)我所知，國內醫(yī)學3D打印云平臺在2015年9月19日就開始上線運行了，請你介紹一下這個云平臺有什么功能作用?到目前為止推廣與應用情況如何?

王成燾：3D打印醫(yī)學應用最大的特點是個體化。他和系列化、標準化的醫(yī)療器械產品不同，它在醫(yī)院中的需求是隨機出現(xiàn)的，作為一個專業(yè)從事醫(yī)學3D打印企業(yè)，如何在第一時間捕捉到某地區(qū)某醫(yī)院出現(xiàn)3D打印需求、當醫(yī)院出現(xiàn)需求時如何獲知何處能提供這一服務，這一信息的溝通只有通過今天的互聯(lián)網技術實現(xiàn)。

3D打印技術在臨床中的應用不是靠一臺打印機就能夠完成的，必須靠一個工程系統(tǒng)，對投資的需求很大，完全靠醫(yī)院自己建立是不科學的，我們幫助醫(yī)院建立3D打印中心，是立足于幫助醫(yī)院建立基本的需求，更高層次的需求還是需要通過第三方服務的模式實現(xiàn)，做到資源共享。這一模式也只有通過互聯(lián)網技術實現(xiàn)。

正是在這樣一個市場和技術背景下，光韻達數(shù)字醫(yī)療建立了光韻達醫(yī)學3D打印云服務平臺。該服務平臺的技術宗旨是“您提要求，我來實現(xiàn)”。即醫(yī)生主要提出臨床需求，工程實現(xiàn)由云端的工程系統(tǒng)完成。為了讓醫(yī)生方便的提出要求，我們提供了一個功能豐富的客戶端，使醫(yī)生可以利用該客戶端傳遞醫(yī)學影像信息，利用客戶端軟件自己處理醫(yī)學影像和建模，利用客戶端提供的專業(yè)化手術規(guī)劃軟件進行手術規(guī)劃，并且和工程端實現(xiàn)面向設計的互動討論。實踐表明，今天的工作方向是把這一切盡快實現(xiàn)手機化。

3D打印技術近兩年發(fā)展很快，誰也不知道未來它能干些什么，如果有新型材料面世，應用上可能還會進一步拓寬，所以希望您憑借自己對該技術在臨床醫(yī)學上的應用與發(fā)展的研究，展望一下3D打印未來在臨床醫(yī)學上可能出現(xiàn)的應用?

王成燾：我認為醫(yī)學3D打印技術眼下須要做得工作是：

1、軟組織的3D打印，核心技術是軟組織的醫(yī)學圖像處理和建模技術，多模圖像配準技術;

2、下一步的3D打印模型不僅提供“看”的功能，還應豐富“干”的功能，即可以在手術工具操作時，如同操作真實的人體組織一樣，核心技術是面向打印工藝的材料;

3、基于金屬3D打印技術的骨科植入創(chuàng)新設計，特別是使用多孔技術的植入物創(chuàng)新設計。

當然，用人體細胞進行器官打印是一個重要的前沿醫(yī)學3D打印技術，目前屬于前沿基礎醫(yī)學技術領域，非常重要，必須投入足夠的資金和人力開展這項工作，否則我們將在未來醫(yī)學中落后。但是它目前離開進入臨床還有相當?shù)木嚯x。目前傳說在3D打印血管方面取得了動物實驗的成功，并準備植入人體，我覺得是完全可能的，因為這是細胞3D打印技術最接近臨床應用的領域。至于打印肝臟、腎臟等等組織器官，目前打印的組織能夠成活已經是很了不起的成功，要做到實現(xiàn)這些臟器的功能，還需要科學家們不斷的努力。