醫(yī)院首用3D技術打印“鋼筋鐵骨”
2013-06-26 09:35 來源：北青網(wǎng) 責編：王岑
- 摘要：
- 3D打印技術是當下的熱詞，立體照片、玩具汽車、無人飛機等都能用一臺機器打印出來。記者昨天了解到，北醫(yī)三院的骨科醫(yī)生正在研究運用3D打印技術治病救人，目前已有近40位患者用上了3D打印機制造的鈦合金骨骼。
【CPP114】訊：3D打印技術是當下的熱詞，立體照片、玩具汽車、無人飛機等都能用一臺機器打印出來。記者昨天了解到，北醫(yī)三院的骨科醫(yī)生正在研究運用3D打印技術治病救人，目前已有近40位患者用上了3D打印機制造的鈦合金骨骼。
打印一節(jié)“脊椎”需要幾個小時
在北醫(yī)三院骨科主任劉忠軍的桌子上，擺著十幾塊鈦合金質(zhì)地的“曲奇餅干”，外表灰撲撲的、布滿孔隙，看上去很不起眼。但劉忠軍告訴記者，這都是3D打印機打印出來的人體骨骼，它們代表著骨科手術治療即將進入一個新時代。據(jù)了解，北醫(yī)三院并不擁有3D打印機器，目前這臺機器在一家公司里。“醫(yī)院與廠家聯(lián)手開展合作研究，”劉忠軍說，“比如我們把脊椎設計圖樣傳送給廠家，幾個小時之后就可以拿到打印產(chǎn)品。”據(jù)劉忠軍介紹，骨骼打印流程主要包括：先將設計圖形輸入到計算機里面，然后將金屬粉末注入機器、高溫熔化、成型、凝固、冷卻。
從動物實驗到臨床觀察花四年時間
據(jù)劉忠軍介紹，從2009年開始，北醫(yī)三院骨科就開展3D打印骨骼技術的動物實驗研究，“實驗結(jié)果非常樂觀，骨長入情況非常好，在很短時間內(nèi)就可以看到骨細胞已經(jīng)長進到打印骨骼的孔隙里面”。目前，該項技術已經(jīng)通過動物實驗，并于今年被正式批準進入臨床觀察階段。截止到昨天，已經(jīng)有近40位患者在簽署知情同意之后，植入了3D打印出來的“鋼筋鐵骨”，并接受定期追蹤檢查。參加人體試驗者主要是頸椎病患者和髖關節(jié)病患者，在北醫(yī)三院接受脊椎人工椎體植入、頸椎的椎間融合器植入和人工髖臼植入手術。
兩大優(yōu)勢有望替代傳統(tǒng)技術
3D打印技術究竟有何神奇、以至于引起了骨科醫(yī)生的關注？對此，劉忠軍解釋，是因為與傳統(tǒng)技術相比，它擁有兩大優(yōu)勢。一個優(yōu)勢是，想做什么形狀的骨骼都可以。據(jù)了解，人體骨骼中形狀最怪異的要數(shù)頸椎第一節(jié)和第二節(jié)了，根本沒有正常的幾何形狀，如果醫(yī)生將患者這里的骨腫瘤切除，為了支撐和固定，他總要用一個內(nèi)植物來填充。“傳統(tǒng)的處理方法是，在切除骨骼的部位放入一個鈦網(wǎng)，然后從患者身體其他部位取出部分骨頭填充進去，再用鋼板和鋼釘固定住，然后讓它慢慢生長。”他通過長期臨床觀察發(fā)現(xiàn)，這種填充方法并不理想，植入骨骼與周邊骨骼融合的時間會很長，而且在生長的過程里面容易出現(xiàn)金屬塌陷等問題。有了3D打印技術，醫(yī)生可以直接生產(chǎn)出同一形狀、體積的內(nèi)植物，填充到缺損部位里面，上下用螺釘固定，就非常牢固，這一點是以往工藝不可能做到的。
打印骨骼第二個優(yōu)點是，其表面布滿孔隙，它們像海綿一樣可以將周邊的骨頭吸引進來，使真骨與假骨之間結(jié)成牢固的一體，患者骨骼能盡快康復。
價格待定成本不高于傳統(tǒng)產(chǎn)品
有患者擔心，3D打印鈦合金骨骼價格肯定不菲。對此，劉忠軍表示，目前3D打印骨骼還沒有確切價格，因為它是一個全新的工藝，定價會涉及方方面面，如機器成本、產(chǎn)品生產(chǎn)時間、設計、手工等，目前說不出一個精確價格。但是大體上，用3D打印技術生產(chǎn)出來的產(chǎn)品與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品相比，成本不會增加，甚至有可能降低，其價格不高于、甚至低于傳統(tǒng)產(chǎn)品價格。以人工椎體為例，現(xiàn)在臨床使用的人工椎體價格從1萬到3萬元不等。這意味著，3D打印骨骼的價格大概也就是這個價位。
審批時間漫長呼吁開辟快速通道
據(jù)了解，目前北醫(yī)三院脊柱外科所采用的內(nèi)植物90%都從國外進口。雖然也有一小部分國產(chǎn)產(chǎn)品，但也是仿制國外的一些設計，自主產(chǎn)品非常少。而北醫(yī)三院的情況代表了全國很多醫(yī)院骨科、脊柱外科的現(xiàn)狀。劉忠軍呼吁，對于創(chuàng)新性產(chǎn)品應該有個快速審批通道，縮短審批周期，能讓它早一點進入市場。
據(jù)了解，因為作為人體內(nèi)植物，不管是國內(nèi)還是國外，其要求是非常嚴格的，一般要經(jīng)過很多的審批手續(xù)和醫(yī)生大量的研究，找出科學依據(jù)證實它在人體里面是無害的、可靠的，并且要比現(xiàn)有的治療手段更好，能夠提高療效，“只有拿到這些證據(jù)，才有可能進入到臨床觀察，只有臨床觀察證實我們原設計結(jié)果是確切的，才有可能成為正規(guī)的產(chǎn)品，為患者使用。”他說。
名詞解釋
3D打印技術，是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品。
釋疑
“打印”出的骨骼沒問題
但仍需半年臨床觀察
被采訪人：北醫(yī)三院骨科主任及脊柱外科研究所所長劉忠軍
疑問一：打印骨骼表面有孔隙，骨骼強度夠不夠？其保質(zhì)期大概是多少年？
打印一節(jié)“脊椎”需要幾個小時
在北醫(yī)三院骨科主任劉忠軍的桌子上，擺著十幾塊鈦合金質(zhì)地的“曲奇餅干”，外表灰撲撲的、布滿孔隙，看上去很不起眼。但劉忠軍告訴記者，這都是3D打印機打印出來的人體骨骼，它們代表著骨科手術治療即將進入一個新時代。據(jù)了解，北醫(yī)三院并不擁有3D打印機器，目前這臺機器在一家公司里。“醫(yī)院與廠家聯(lián)手開展合作研究，”劉忠軍說，“比如我們把脊椎設計圖樣傳送給廠家，幾個小時之后就可以拿到打印產(chǎn)品。”據(jù)劉忠軍介紹，骨骼打印流程主要包括：先將設計圖形輸入到計算機里面，然后將金屬粉末注入機器、高溫熔化、成型、凝固、冷卻。
從動物實驗到臨床觀察花四年時間
據(jù)劉忠軍介紹，從2009年開始，北醫(yī)三院骨科就開展3D打印骨骼技術的動物實驗研究，“實驗結(jié)果非常樂觀，骨長入情況非常好，在很短時間內(nèi)就可以看到骨細胞已經(jīng)長進到打印骨骼的孔隙里面”。目前，該項技術已經(jīng)通過動物實驗，并于今年被正式批準進入臨床觀察階段。截止到昨天，已經(jīng)有近40位患者在簽署知情同意之后，植入了3D打印出來的“鋼筋鐵骨”，并接受定期追蹤檢查。參加人體試驗者主要是頸椎病患者和髖關節(jié)病患者，在北醫(yī)三院接受脊椎人工椎體植入、頸椎的椎間融合器植入和人工髖臼植入手術。
兩大優(yōu)勢有望替代傳統(tǒng)技術
3D打印技術究竟有何神奇、以至于引起了骨科醫(yī)生的關注？對此，劉忠軍解釋，是因為與傳統(tǒng)技術相比，它擁有兩大優(yōu)勢。一個優(yōu)勢是，想做什么形狀的骨骼都可以。據(jù)了解，人體骨骼中形狀最怪異的要數(shù)頸椎第一節(jié)和第二節(jié)了，根本沒有正常的幾何形狀，如果醫(yī)生將患者這里的骨腫瘤切除，為了支撐和固定，他總要用一個內(nèi)植物來填充。“傳統(tǒng)的處理方法是，在切除骨骼的部位放入一個鈦網(wǎng)，然后從患者身體其他部位取出部分骨頭填充進去，再用鋼板和鋼釘固定住，然后讓它慢慢生長。”他通過長期臨床觀察發(fā)現(xiàn)，這種填充方法并不理想，植入骨骼與周邊骨骼融合的時間會很長，而且在生長的過程里面容易出現(xiàn)金屬塌陷等問題。有了3D打印技術，醫(yī)生可以直接生產(chǎn)出同一形狀、體積的內(nèi)植物，填充到缺損部位里面，上下用螺釘固定，就非常牢固，這一點是以往工藝不可能做到的。
打印骨骼第二個優(yōu)點是，其表面布滿孔隙，它們像海綿一樣可以將周邊的骨頭吸引進來，使真骨與假骨之間結(jié)成牢固的一體，患者骨骼能盡快康復。
價格待定成本不高于傳統(tǒng)產(chǎn)品
有患者擔心，3D打印鈦合金骨骼價格肯定不菲。對此，劉忠軍表示，目前3D打印骨骼還沒有確切價格，因為它是一個全新的工藝，定價會涉及方方面面，如機器成本、產(chǎn)品生產(chǎn)時間、設計、手工等，目前說不出一個精確價格。但是大體上，用3D打印技術生產(chǎn)出來的產(chǎn)品與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品相比，成本不會增加，甚至有可能降低，其價格不高于、甚至低于傳統(tǒng)產(chǎn)品價格。以人工椎體為例，現(xiàn)在臨床使用的人工椎體價格從1萬到3萬元不等。這意味著，3D打印骨骼的價格大概也就是這個價位。
審批時間漫長呼吁開辟快速通道
據(jù)了解，目前北醫(yī)三院脊柱外科所采用的內(nèi)植物90%都從國外進口。雖然也有一小部分國產(chǎn)產(chǎn)品，但也是仿制國外的一些設計，自主產(chǎn)品非常少。而北醫(yī)三院的情況代表了全國很多醫(yī)院骨科、脊柱外科的現(xiàn)狀。劉忠軍呼吁，對于創(chuàng)新性產(chǎn)品應該有個快速審批通道，縮短審批周期，能讓它早一點進入市場。
據(jù)了解，因為作為人體內(nèi)植物，不管是國內(nèi)還是國外，其要求是非常嚴格的，一般要經(jīng)過很多的審批手續(xù)和醫(yī)生大量的研究，找出科學依據(jù)證實它在人體里面是無害的、可靠的，并且要比現(xiàn)有的治療手段更好，能夠提高療效，“只有拿到這些證據(jù)，才有可能進入到臨床觀察，只有臨床觀察證實我們原設計結(jié)果是確切的，才有可能成為正規(guī)的產(chǎn)品，為患者使用。”他說。
名詞解釋
3D打印技術，是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品。
釋疑
“打印”出的骨骼沒問題
但仍需半年臨床觀察
被采訪人：北醫(yī)三院骨科主任及脊柱外科研究所所長劉忠軍
疑問一：打印骨骼表面有孔隙，骨骼強度夠不夠？其保質(zhì)期大概是多少年？
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