医学专家探索用3D打印“骨骼”进行手术
3D打印这种“魔幻”技术正渐渐走进我们的生活。在医学领域,北京大学第三医院正研究运用3D打印技术治病救人。截至目前,已有40多位患者在签署知情同意书后,植入了3D打印出来的钛合金“骨骼”。医学专家表示,从理论上来说,未来患者需要的假耳、假肢等都可以用3D打印机打印出来。
北医三院骨科主任、中国医师协会骨科医师分会副会长刘忠军是这一研究的牵头人。他的办公桌上摆着十几块人体“骨骼”构件,外表灰扑扑的、布满孔隙。刘忠军说,这都是3D打印机打印出来的钛合金人体“骨骼”,目前已研发了几十个品种,其中颈椎椎间融合器、颈椎人工椎体及人工髋关节3个产品已进入临床观察阶段。
3D打印是一种快速成型技术,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等材料,通过逐层打印方式来构造物件。目前,这一技术已经用于工程机械、航天等领域。刘忠军说:“3D打印能够生产各种不规则形状的骨科内植物,无论想要什么形状,只要能把它设计出来,就可以实现。”
刘忠军介绍,过去脊柱外科的一些手术难题没能很好地解决,因为脊柱是很不规则的形状。比如脊柱上某部分有病变,把这部分骨骼拿掉后,需要用内植物填充。以往用的内植物都是方的或圆的等规则的几何形状,这些内植物很难和手术部位完全吻合,往往是“差不多能用,偏差不大就用上了,虽然达到实际使用的需求了,但做不到个性化,用3D打印技术就可以较好地解决这些问题。”
北医三院第一例植入脊柱钛合金“骨骼”的患者手术已经有半年时间了。刘忠军说:“从我们跟踪检查结果来看,治疗效果很好。”记者在采访时,见到了一位植入3D人体“骨骼”的患者。这名颈椎病患者62岁,由于椎间盘突出,韧带压迫脊髓造成瘫痪。
医生在为她做椎间盘减压术后,征得病人同意,在其颈椎椎体之间,放了一个支撑物,这个支撑物就是3D打印“骨骼”。“目前患者已经出院,所有接受钛合金‘骨骼’植入手术的人,都需定期回医院接受相应的检查,并且要与传统治疗方法进行比较,最后形成观察报告,上交国家食品药品监管总局。”刘忠军说。
刘忠军说,与传统技术相比,3D打印的钛合金“骨骼”有两大优势。一是想做什么形状的“骨骼”都可以。如骨肿瘤切除后,为了支撑和固定,总要用一个内植物来填充。传统的处理方法是,在切除骨骼的部位放入一个钛网,然后从患者身体其他部位取出部分骨头填充进去,再用钢板和钢钉固定住,然后让它慢慢生长。这种填充方法植入骨骼与周边骨骼融合的时间会很长,而且在生长的过程中容易出现金属塌陷等问题。有了3D打印技术,医生可以直接生产出同一形状、体积的内植物,填充到缺损部位里面,上下用螺钉固定,就非常牢固。
“3D打印‘骨骼’第二个优点是,该类植入物带有可供骨头长入的孔隙,相邻骨头在生长的过程中会进入孔隙,使真骨与假骨之间结成一体,使患者的恢复期缩短。”刘忠军说,从2009年开始,北医三院骨科就开展3D打印“骨骼”研究,后来进行“动物实验研究,实验结果非常乐观,在很短时间内就可以看到骨细胞已经长到打印‘骨骼’的孔隙里面”。
有人会问,3D打印钛合金“骨骼”价格是否非常昂贵?刘忠军表示,目前3D打印“骨骼”还没有确切价格,因为它是一个全新的工艺,定价会涉及方方面面,目前说不出一个精确价格,但是大体上,用3D打印技术生产出来的产品与传统工艺产品相比,成本不会增加,甚至有可能降低。以人工椎体为例,现在临床使用的人工椎体价格从1万元到3万元不等。这意味着,3D打印“骨骼”的价格大概也就是这个价位。
那么这项技术何时能在临床广泛应用?刘忠军说:“一定要做严格的临床观察,最后才会被批准正式投入使用。如果顺利的话,预计需要1年至2年左右。”
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