武漢醫(yī)療全方位邁入3D打印時(shí)代

已廣泛應(yīng)用于骨科、口腔科，未來(lái)或可打印人體器官

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

“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(xué)機(jī)械系器官制造中心創(chuàng)始人王小紅教授接受長(zhǎng)江商報(bào)記者采訪時(shí)表示，她所在的實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)療行業(yè)3D打印方面，取得突破性進(jìn)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(yīng)用，武漢醫(yī)療行業(yè)正加速邁入“3D打印時(shí)代”。

目前3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域進(jìn)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(guó)首個(gè)3D打印“機(jī)械手”誕生武漢

一場(chǎng)突如其來(lái)的車禍，奪去了6歲男孩程程的左手，只余半截手掌。他�？粗�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(yuǎn)。

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(jī)械手”。這是醫(yī)生通過(guò)高科技3D打印技術(shù)，為他打印出來(lái)的“機(jī)械手”，為全國(guó)首例。

今年6歲的程程，和奶奶住在老家河南省信陽(yáng)市。3歲時(shí)，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(jìn)行了截肢手術(shù)，截掉了手指和半個(gè)手掌。程程頑強(qiáng)地適應(yīng)殘缺的生活，他喜歡在平板電腦上玩“捕魚達(dá)人”，只是不能再和村里的小孩一起爬樹(shù)了。

3年來(lái)，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(yīng)用上3D打印技術(shù)，手外科主任陳振兵也有了新的設(shè)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(lái)給孩子做個(gè)‘機(jī)械手’吧�！�

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

程程戴上機(jī)械手后，通過(guò)手腕活動(dòng)的力量來(lái)指揮繩索，就能實(shí)現(xiàn)基本的抓握功能。嘗試幾次后，程程利用機(jī)械手成功拿起一根香蕉，他頓時(shí)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(lái)的機(jī)械手，是全國(guó)首個(gè)3D打印可活動(dòng)義肢，成本僅600元，不到傳統(tǒng)義肢造價(jià)的1/10。此外，還可根據(jù)個(gè)人尺寸，進(jìn)行個(gè)性化定制，更換、維護(hù)也很簡(jiǎn)單。

程程的父親說(shuō)，孩子馬上要上小學(xué)了，此前曾考慮過(guò)給孩子定做義肢，但他正在生長(zhǎng)期，隔段時(shí)間就要更換尺寸，開(kāi)支不小，而且沒(méi)有實(shí)際功能，所以暫時(shí)沒(méi)有裝�！斑@個(gè)機(jī)械手來(lái)得太及時(shí)了！”

武漢醫(yī)院加速進(jìn)入3D打印時(shí)代

在很多人眼里，3D打印是一門新興技術(shù)，但其實(shí)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(jì)80年代，但是當(dāng)時(shí)的機(jī)器非常巨型而且昂貴，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，技術(shù)逐漸成熟，機(jī)器也漸漸小型化，并開(kāi)始在醫(yī)療行業(yè)運(yùn)用。去年，美國(guó)多項(xiàng)關(guān)于3D打印的關(guān)鍵技術(shù)專利過(guò)期，讓3D技術(shù)的造價(jià)不再高不可攀。

武漢醫(yī)療行業(yè)也正在加速進(jìn)入3D打印時(shí)代。長(zhǎng)江商報(bào)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(yīng)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(shì)。

“現(xiàn)在平均一個(gè)月能打印100多顆牙套（即最常見(jiàn)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�？剖野肽昵盎�200多萬(wàn)元引入一臺(tái)3D打印機(jī)，主要用于牙冠、嵌體修復(fù)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(shí)還要反復(fù)來(lái)醫(yī)院調(diào)整。3D打印只需用光學(xué)探頭在嘴里掃描一下，利用電腦輔助設(shè)計(jì)，再放到機(jī)器里“打印”出來(lái)，一個(gè)多小時(shí)就好了，病人很快就能裝上回家。具體細(xì)節(jié)也只需要在電腦上調(diào)整，無(wú)需在嘴里反復(fù)試。這種打印出來(lái)的牙齒精密度和強(qiáng)度都比傳統(tǒng)的要高，費(fèi)用只貴了幾百元。還有補(bǔ)牙，傳統(tǒng)的補(bǔ)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(wàn)元一顆的種植牙，不久也可能用3D打印出來(lái)。不僅‘尺碼’會(huì)更匹配，費(fèi)用也便宜得多�！崩钍穸踅榻B。

3D打印在骨科也有不少應(yīng)用。在湖北省人民、協(xié)和、同濟(jì)等大醫(yī)院，用3D打印機(jī)打出病人有問(wèn)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(jiàn)方法，比過(guò)去依靠臨床經(jīng)驗(yàn)來(lái)開(kāi)刀要精準(zhǔn)得多。

這種“手術(shù)導(dǎo)航”方式，讓手術(shù)時(shí)間縮短了一半。武漢協(xié)和醫(yī)院骨科教授劉國(guó)輝團(tuán)隊(duì)在湖北省骨科率先引進(jìn)3D打印技術(shù)，已成功進(jìn)行了數(shù)十例復(fù)雜性骨折手術(shù)。

醫(yī)生拿到3D打印模型后，劉國(guó)輝和同事在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行預(yù)手術(shù)，即對(duì)模型進(jìn)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(jìn)入途徑及角度、預(yù)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(guó)輝解釋，3D打印技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是為患者實(shí)現(xiàn)“私人定制”，“嚴(yán)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(yīng)用于人體？劉國(guó)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(qiáng)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(guò)涉及倫理問(wèn)題，審批程序復(fù)雜，國(guó)內(nèi)才遲遲沒(méi)有開(kāi)展。

未來(lái)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(lái)，人類能否打印自己的器官并移植到體內(nèi)？醫(yī)學(xué)家在苦苦探索，將類似的科幻情節(jié)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)：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(guò)奇妙，目前3D打印技術(shù)僅能“復(fù)制”骨骼和簡(jiǎn)單器官。

在國(guó)內(nèi)，已有一批實(shí)驗(yàn)室正在研究器官打印。6月8日，清華大學(xué)機(jī)械系器官制造中心創(chuàng)始人王小紅教授接受長(zhǎng)江商報(bào)記者采訪時(shí)表示，她所在的實(shí)驗(yàn)室在3D打印方面，取得突破性進(jìn)展，已可打印出具有生物活性的肝臟。

王小紅教授介紹，過(guò)去打印的肝臟，沒(méi)有任何生物活性。如今她所在的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)研究出利用天然高分子材料（取自動(dòng)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(lái)可以用于器官移植，解決了器官來(lái)源不足、排斥等問(wèn)題。目前，打印肝臟仍處于動(dòng)物試驗(yàn)階段。對(duì)于前景，她很樂(lè)觀：“3-5年內(nèi)，這類肝臟很可能走向臨床試驗(yàn)，同時(shí)我們還在研究打印心臟、乳房等器官，一旦實(shí)現(xiàn)，人類壽命可大大延長(zhǎng)�！�

對(duì)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(fù)雜精巧，即使技術(shù)上能做到1：1精確復(fù)制，但做出的器官并不一定會(huì)像人體一樣生長(zhǎng)，想要完成心臟、肺等復(fù)雜器官的‘復(fù)制’，還需長(zhǎng)期探索和反復(fù)試驗(yàn)。”該院泌尿科陳朝暉副教授也表示，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(yuǎn)沒(méi)到植入人體的理想狀況。因?yàn)�，怎樣精確復(fù)制器官，令它像在人體內(nèi)那樣生長(zhǎng)，而不是像腫瘤細(xì)胞那樣瘋長(zhǎng)，還需要長(zhǎng)期探索和試驗(yàn)。