武漢醫(yī)療全方位邁入3D打印時代

已廣泛應用于骨科、口腔科，未來或可打印人體器官

器官“用壞”了再換一個新的，如今，這種科幻電影中的美好愿景正逐步走向現(xiàn)實。

“我們已可打印出有血管、神經(jīng)系統(tǒng)的肝臟�！�6月8日，清華大學機械系器官制造中心創(chuàng)始人王小紅教授接受長江商報記者采訪時表示，她所在的實驗室在醫(yī)療行業(yè)3D打印方面，取得突破性進展。

記者走訪武漢各大醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)在骨科、口腔科等科室得到了廣泛應用，武漢醫(yī)療行業(yè)正加速邁入“3D打印時代”。

目前3D打印在醫(yī)療領域進展如何？今后是否可打印人體器官？有專家表示，至少還要再等15年。

全國首個3D打印“機械手”誕生武漢

一場突如其來的車禍，奪去了6歲男孩程程的左手，只余半截手掌。他常看著這坨“面目猙獰”的肉球發(fā)呆，并試圖一把抓起東西，糟糕的是，東西卻被越推越遠。

車禍3年后，程程在武漢收到一份特別的禮物。他的左手上，帶著外形酷似鋼鐵俠的“機械手”。這是醫(yī)生通過高科技3D打印技術(shù)，為他打印出來的“機械手”，為全國首例。

今年6歲的程程，和奶奶住在老家河南省信陽市。3歲時，他不幸遭遇車禍，左手被壓爛，武漢協(xié)和醫(yī)院的醫(yī)生為他進行了截肢手術(shù)，截掉了手指和半個手掌。程程頑強地適應殘缺的生活，他喜歡在平板電腦上玩“捕魚達人”，只是不能再和村里的小孩一起爬樹了。

3年來，協(xié)和醫(yī)院的醫(yī)生一直牽掛著程程。近幾年，醫(yī)院各科室陸續(xù)應用上3D打印技術(shù)，手外科主任陳振兵也有了新的設想。今年4月，陳振兵聯(lián)系了河南一家3D打印技術(shù)公司后，便給程程爸爸打了電話：“我們來給孩子做個‘機械手’吧�！�

陳振兵將程程左手數(shù)據(jù)發(fā)送到打印公司，7小時后，公司打印出一堆小部件。陳振兵告訴記者，3D打印出各個部件后，還要經(jīng)過一釘一鉚的嚴格組裝成型，然后再安裝彈力繩索，并對各部件彈力繩及繩索的張力不斷反復修改調(diào)試，最后制造出一個靈活的傳送裝置，將手腕活動的力量通過繩索傳送到可以活動的機械手指上，幫助程程完成簡單的握持動作。最后成型的“機械手”外形酷似變形金剛。

程程戴上機械手后，通過手腕活動的力量來指揮繩索，就能實現(xiàn)基本的抓握功能。嘗試幾次后，程程利用機械手成功拿起一根香蕉，他頓時露出了喜悅的笑容。

協(xié)和醫(yī)院手外科教授黃啟順介紹，這只3D打印出來的機械手，是全國首個3D打印可活動義肢，成本僅600元，不到傳統(tǒng)義肢造價的1/10。此外，還可根據(jù)個人尺寸，進行個性化定制，更換、維護也很簡單。

程程的父親說，孩子馬上要上小學了，此前曾考慮過給孩子定做義肢，但他正在生長期，隔段時間就要更換尺寸，開支不小，而且沒有實際功能，所以暫時沒有裝。“這個機械手來得太及時了！”

武漢醫(yī)院加速進入3D打印時代

在很多人眼里，3D打印是一門新興技術(shù)，但其實它已經(jīng)存在30多年了。

3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀80年代，但是當時的機器非常巨型而且昂貴，經(jīng)過30多年的發(fā)展，技術(shù)逐漸成熟，機器也漸漸小型化，并開始在醫(yī)療行業(yè)運用。去年，美國多項關(guān)于3D打印的關(guān)鍵技術(shù)專利過期，讓3D技術(shù)的造價不再高不可攀。

武漢醫(yī)療行業(yè)也正在加速進入3D打印時代。長江商報記者走訪武漢多家醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)在各科室應用得十分火熱。

在武漢協(xié)和醫(yī)院，目前可3D打印牙套、關(guān)節(jié)、內(nèi)臟模型等。尤其在牙科，大有取代傳統(tǒng)鑲牙的趨勢。

“現(xiàn)在平均一個月能打印100多顆牙套（即最常見的一種假牙，一般齲齒爛得厲害了就要裝牙套），反響很好�！眳f(xié)和醫(yī)院口腔科博士李蜀鄂介紹。科室半年前花200多萬元引入一臺3D打印機，主要用于牙冠、嵌體修復和假牙制作�，F(xiàn)在做全瓷牙套的病人里，有1/3都是用3D打印的。

據(jù)了解，傳統(tǒng)做牙套，要先從嘴里取模，再找技師做，一周后才能鑲上，有時還要反復來醫(yī)院調(diào)整。3D打印只需用光學探頭在嘴里掃描一下，利用電腦輔助設計，再放到機器里“打印”出來，一個多小時就好了，病人很快就能裝上回家。具體細節(jié)也只需要在電腦上調(diào)整，無需在嘴里反復試。這種打印出來的牙齒精密度和強度都比傳統(tǒng)的要高，費用只貴了幾百元。還有補牙，傳統(tǒng)的補牙材料容易塞牙、脫落，3D打印的嵌體穩(wěn)定性要高得多。

“現(xiàn)在1萬元一顆的種植牙，不久也可能用3D打印出來。不僅‘尺碼’會更匹配，費用也便宜得多�！崩钍穸踅榻B。

3D打印在骨科也有不少應用。在湖北省人民、協(xié)和、同濟等大醫(yī)院，用3D打印機打出病人有問題的骨頭模型，再據(jù)此制定手術(shù)方案已經(jīng)是一種常見方法，比過去依靠臨床經(jīng)驗來開刀要精準得多。

這種“手術(shù)導航”方式，讓手術(shù)時間縮短了一半。武漢協(xié)和醫(yī)院骨科教授劉國輝團隊在湖北省骨科率先引進3D打印技術(shù)，已成功進行了數(shù)十例復雜性骨折手術(shù)。

醫(yī)生拿到3D打印模型后，劉國輝和同事在實驗室里進行預手術(shù)，即對模型進行術(shù)前模擬手術(shù)操作，以決定鋼板螺釘規(guī)格與位置、螺釘進入途徑及角度、預彎鋼板、截骨角度、植骨形狀等。這種用3D技術(shù)打印出的模型跟患者傷處一樣，也有明顯的骨折痕跡。

劉國輝解釋，3D打印技術(shù)最大的優(yōu)勢是為患者實現(xiàn)“私人定制”，“嚴絲合縫”地滿足患者需求。

目前為何還不能將3D打印模型直接應用于人體？劉國輝坦言，目前3D打印的材料還不能完全模擬人體組織器官的強度、剛度和柔韌度等特性。

湖北省人民醫(yī)院骨科一位教授表示，現(xiàn)在技術(shù)上已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)將“3D打印骨骸”直接植入人體體內(nèi)，只不過涉及倫理問題，審批程序復雜，國內(nèi)才遲遲沒有開展。

未來有望3D打印心肝肺

科幻片里，主角可直接換上人造心臟。未來，人類能否打印自己的器官并移植到體內(nèi)？醫(yī)學家在苦苦探索，將類似的科幻情節(jié)變?yōu)楝F(xiàn)實：用3D技術(shù)打印皮膚，受傷后直接貼上；用3D技術(shù)打印心臟，患病了直接更換……只是人體組織太過奇妙，目前3D打印技術(shù)僅能“復制”骨骼和簡單器官。

在國內(nèi)，已有一批實驗室正在研究器官打印。6月8日，清華大學機械系器官制造中心創(chuàng)始人王小紅教授接受長江商報記者采訪時表示，她所在的實驗室在3D打印方面，取得突破性進展，已可打印出具有生物活性的肝臟。

王小紅教授介紹，過去打印的肝臟，沒有任何生物活性。如今她所在的實驗室已經(jīng)研究出利用天然高分子材料（取自動物身體）和合成高分子（人造材料）混合，打印出一種全新的肝臟。這種肝臟“仿真度”高，有血管、神經(jīng)系統(tǒng)，具有生物活性，未來可以用于器官移植，解決了器官來源不足、排斥等問題。目前，打印肝臟仍處于動物試驗階段。對于前景，她很樂觀：“3-5年內(nèi)，這類肝臟很可能走向臨床試驗，同時我們還在研究打印心臟、乳房等器官，一旦實現(xiàn)，人類壽命可大大延長。”

對此，協(xié)和醫(yī)院泌尿外科主任章小平教授更保守：“人體非常復雜精巧，即使技術(shù)上能做到1：1精確復制，但做出的器官并不一定會像人體一樣生長，想要完成心臟、肺等復雜器官的‘復制’，還需長期探索和反復試驗�！痹撛好谀蚩脐惓瘯煾苯淌谝脖硎�，目前3D打印技術(shù)尚處于打印病灶模型，用于疾病診斷、手術(shù)模擬的階段，遠沒到植入人體的理想狀況。因為，怎樣精確復制器官，令它像在人體內(nèi)那樣生長，而不是像腫瘤細胞那樣瘋長，還需要長期探索和試驗。