探秘河南省醫(yī)學(xué)3D打印重點實驗室

來源：大河健康報

不謀萬世者，不足謀一時，不謀全局者，不足謀一域。

創(chuàng)新發(fā)展已成為河南全省上下的廣泛共識、實際行動，成為現(xiàn)代化河南建設(shè)的主旋律、最強音，圍繞國家創(chuàng)新高地建設(shè)， 聚焦大力實施創(chuàng)新驅(qū)動、科教興省、人才強省戰(zhàn)略，推動構(gòu)建一流創(chuàng)新生態(tài)，全力推動實驗室建設(shè)，這其中涌現(xiàn)出的一批河南省醫(yī)學(xué)重點實驗室是河南省衛(wèi)生健康科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，更是衛(wèi)生健康領(lǐng)域科學(xué)研究的創(chuàng)新基地。

它們中，既有代表河南省醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域國家級科技平臺“零突破”的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)與應(yīng)用國家工程實驗室；

也有瞄準(zhǔn)人類健康最大難解之題、解讀人類腫瘤防治密碼的分子病理學(xué)重點實驗室；

既有幫助人類實現(xiàn)組織器官再造修復(fù)的醫(yī)學(xué)3D打印重點實驗室，也有面向孤獨癥 、多動癥等的兒童發(fā)育行為與學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)重點實驗室……

征途漫漫從頭越，奮楫揚帆向未來，在全國上下喜迎黨的二十大召開之際，大河健康報推出非凡十年·出彩中原之實驗室的秘密系列，呈現(xiàn)衛(wèi)生健康領(lǐng)域潛心攻關(guān)、勇毅前行，堅定走好創(chuàng)新驅(qū)動高質(zhì)量發(fā)展的出彩之路�！�—編者按

探秘河南省醫(yī)學(xué)3D打印重點實驗室

系列科幻電影《X戰(zhàn)警》中塑造出的“金剛狼”以其遍布全身的錚錚“鐵骨”和超快速的組織再生能力廣為人知。

當(dāng)科幻照入現(xiàn)實，1990年，美國麻省理工學(xué)院的Sachs等首次提出了3D打印這一概念。

20世紀(jì)90年代以來，3D打印技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。

2003年，美國南卡羅來納大學(xué)的Mironov等提出生物組織器官3D打印的概念。

至此，醫(yī)學(xué)3D打印時代正式開啟！

骨骼、心臟、腎臟、耳朵、眼球、手臂……走進科技感十足的河南省醫(yī)學(xué)3D打印重點實驗室（河南省醫(yī)學(xué)3D打印中心），琳瑯滿目的3D打印器官模型映入眼簾，其逼真程度讓人一時真假難辨。

定制需求、受眾龐大，3D打印技術(shù)解題破局

河南省醫(yī)學(xué)3D打印中心負責(zé)人吳艷教授介紹，醫(yī)療行業(yè)存在大量的定制化需求，標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)難度大，而這正是3D打印技術(shù)的優(yōu)點所在。

3D打印技術(shù)以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化、定制化的特點，被稱為第三次工業(yè)革命的“核心技術(shù)”。

目前，3D打印技術(shù)在醫(yī)療上被廣泛應(yīng)用于骨科、肝膽外科、整形外科、腫瘤科、神經(jīng)外科、泌尿外科、心胸外科、介入科、心內(nèi)科、康復(fù)科、口腔頜面外科等學(xué)科。

具體包括術(shù)前模擬及規(guī)劃的醫(yī)學(xué)模型、手術(shù)導(dǎo)板、康復(fù)輔助設(shè)備、醫(yī)院教學(xué)用具、個性化植入物和藥物實驗研究等方面。

還有更前沿的生物細胞3D打印，用以制造各類組織工程修復(fù)支架、人工組織及器官等。

一直以來，骨科是3D打印技術(shù)大展拳腳的“主戰(zhàn)場”。

骨科植入物的關(guān)鍵在于尋求力學(xué)的支撐，而其他學(xué)科如心內(nèi)科、整形外科、肝膽外科等對3D打印植入物要求更高，需要周密地考慮細胞、血管、軟組織等多種情況，攻克難度更大。

因此，全國不少醫(yī)學(xué)3D打印中心的�？苹�日益凸顯。

河南省人口基數(shù)大，多種疾病的發(fā)病率和死亡率近年來持續(xù)上升。

在此背景下，為加強對疾病的預(yù)防、控制和治療，結(jié)合疾病的早期影像評價與鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院相關(guān)科室在疾病治療方面的優(yōu)勢，進一步為患者提供精準(zhǔn)的三維模型設(shè)計輔助手段，2019年，河南省正式組建了“河南省醫(yī)學(xué)3D打印中心”。

作為全國首家綜合學(xué)科的醫(yī)學(xué)3D打印中心，河南省醫(yī)學(xué)3D打印中心在創(chuàng)新科研方面成績頗豐。

先后取得國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、國家科技重大專項等11項項目，取得省級項目十余項；取得國家發(fā)明專利10項；獲得河南省科學(xué)技術(shù)進步二等獎、河南省醫(yī)學(xué)科技進步一等獎等6項獎項。在3D打印技術(shù)的輔助下，河南省醫(yī)學(xué)3D打印中心完成了多個全省“首例”。

如“3D打印輔助的半耳廓再造”“3D打印骨盆假體置換術(shù)”“3D打印腎臟模型首次應(yīng)用于腎結(jié)石治療”“3D打印技術(shù)治療脊柱側(cè)彎”等。

依托近年來取得的技術(shù)和專利，河南省醫(yī)學(xué)3D打印中心在項目轉(zhuǎn)化方面開展積極探索。

主要包括黏膜標(biāo)本固定設(shè)備、靜脈抽血、穿刺用治療臺、具有長效抗菌和自潤滑功能的3D打印骨修復(fù)材料、同時實現(xiàn)CT灌注與能譜肝臟掃描的影像處理方法等。

量體裁衣、度身定做，讓精準(zhǔn)醫(yī)療觸手可及

對這樣一群人來說，每天能戴上口罩都是一種奢侈，他們就是小耳畸形患者。

童童是一位先天性耳廓畸形患者，出生時父母發(fā)現(xiàn)他一側(cè)耳朵無正常耳廓形態(tài)，僅有花生米大小的凸起。

自此，父母帶著童童開始了漫漫求醫(yī)路，輾轉(zhuǎn)全國多家醫(yī)院未果，最后來到了鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院，醫(yī)生為他實施了單側(cè)耳廓再造術(shù)。

耳廓再造到底有多難呢？

耳廓精巧，亞單位多，涵蓋雙層皮膚和精細的立體軟骨結(jié)構(gòu)。

耳廓再造是結(jié)合融皮瓣的利用、肋軟骨的切取、肋軟骨耳廓支架的精細雕刻于一體的綜合技術(shù)，是醫(yī)術(shù)和藝術(shù)的完美結(jié)合。耳廓再造需要考慮再造耳廓的形狀、位置等，3D打印技術(shù)作為強力輔助，通過三維體表掃描技術(shù)獲取患者的畸形側(cè)和對側(cè)的體表數(shù)據(jù)，掃描過程快速準(zhǔn)確、安全無害、沒有輻射。

再采取鏡像設(shè)計，獲得預(yù)估的再造耳廓的形狀，并將設(shè)計出來的模型打印出來交給醫(yī)學(xué)整形美容中心的醫(yī)生，便于其在術(shù)中雕刻時能夠更清晰、精準(zhǔn)、立體地比照。

雖然手術(shù)過程復(fù)雜且難度高，在多學(xué)科的通力配合下，醫(yī)生還是順利地為童童完成了手術(shù)。

雙耳對稱，耳輪、對耳輪、三角窩、耳舟均形態(tài)清晰，形態(tài)滿意。

童童對著鏡子看到雙側(cè)耳朵的輪廓，笑著說：“我終于能戴口罩啦！”

3D打印技術(shù)實現(xiàn)了精準(zhǔn)醫(yī)療和個性化醫(yī)療的飛躍，是高科技融入日常醫(yī)療的具體體現(xiàn)。

當(dāng)前沿技術(shù)與先進成果真正走出實驗室時，老百姓才能切實體會到技術(shù)革新帶來的便利。

道阻且長、行則將至，真正實現(xiàn)“哪里壞了打印哪里”

近年來，國家對3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視，分別在標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展、規(guī)章制度保障等方面給予支持，大力推進3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展，先后出臺了GB/T35351—2017《增材制造術(shù)語》、GB/T35021—2018《增材制造工藝分類及原材料》等十余項關(guān)于增材制造的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 盡管3D打印技術(shù)的發(fā)展逐步成熟，應(yīng)用場景逐漸拓展，但其發(fā)展仍在核心技術(shù)、政策監(jiān)管、醫(yī)護理念等方面面臨諸多阻礙。

3D打印技術(shù)作為醫(yī)工交叉的新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，要想實現(xiàn)“哪里壞了打印哪里”的美好愿景，還需要在干細胞、生物材料、組織培養(yǎng)等多學(xué)科領(lǐng)域取得突破，未來還有很長的路要走。

可以預(yù)見的是，有了3D打印技術(shù)，癱瘓的肢體得以解放，衰竭的心臟重新跳動，被疾病侵襲的組織、器官得到有效治療或更替。

3D打印技術(shù)讓我們在與不可控的未來隔空對峙時，增添了更多的自信與底氣。