■文汇报首席记者 唐闻佳
44岁的老张又站起来了。很难想象,支撑他行走的右侧骨盆,是由一台3D打印机“打印”出后,植入他体内的钛合金假体。这个金属假体具有多孔表面,骨盆区域残余肌肉可顺利附着其上,开始一段重生过程。
中国工程院院士、上海第九人民医院终身教授戴尅戎成功完成了这则手术病例后,旋即引发业内关注。戴尅戎认为,3D打印在医学领域前途不可限量,但不能像干细胞那样一哄而上。目前,国内多家医疗机构都在探索医用3D打印,但应防止各大医院盲目竞相采购,戴尅戎希望搭建一个面向全市医生的“公共平台”,让昂贵的3D打印资源能够得到充分利用。
“脱胎换骨”的畅想
业内说起戴尅戎,有一个颇为形象的关键词:“脱胎换骨”。上世纪80年代,戴尅戎与时任上海交大精密机械系主任的王成焘结缘,在国内外率先提出“优先区定制”概念,首次将3D打印技术推广到膝、肩、踝、肘、腕、骨盆等各部位。此后,该技术又应用于整形外科、口腔科、眼科,在给患者修复颅骨、修整下巴、重塑颧骨等部位时派上用场。
但这些“3D打印”打出的是病变区骨骼的塑料模型,医生再与工程人员沟通,根据模型设计并在机床上制作出真正植入人体的金属假体,这期间需要耗费一周到数周。此前在国内被“翻炒”多年的3D打印手术,说的就是这个阶段。
改变在今年春天。九院购置了第一台3D金属打印机,3D打印技术临床转化研发中心旋即在浦江镇挂牌。老张的钛合金骨盆假体,正是这台耗资600万元的“新式武器”直接打印出来的。整个打印过程如同一部科幻片:工作人员导入电子设计,给打印机铺上一层细若微尘的钛粉,按下“开始”,电子束在照射区形成的1100摄氏度高温会让金属微粒自然熔解……24小时后,一块金属骨盆打造完成,准备植入人体。
这是国内第一家购置3D金属打印机应用于临床的医院。打印“人骨”的实现,无疑将人们对“脱胎换骨”的医学畅想又往前推进了一大步。
别把3D打印看小了!
目前,国内多家医疗机构都在探索医用3D打印。有专家预言,3D打印机将成为继达芬奇机器人后,国内大型医院又一竞相采购的对象。面对风雨欲来的“军备竞赛”,戴尅戎在接受记者采访时反复强调:“别把3D打印看小了。”
戴尅戎说起这样一个病例:有个女孩,从小患一侧下肢多发脂肪瘤,医生给她摘除了部分瘤体,却治不好左下肢复合畸形。病人直立时,左小腿向后向外翻起,像个麻花腿。这个病人依靠单腿跳跃行走,整整19年。
因为不清楚骨与关节如何畸形和错位,医生都不知道如何手术。3D打印技术里的一项快速原型技术解决了这个难题。
所谓3D快速原型技术,即直接根据病人的CT影像资料1∶1构建假体模型。从过去的看二维的片子,到如今直接触摸病骨的立体模型,这对医生来说意义非凡。九院骨科医生正是在摆弄病人的全下肢模型时,知道了那名女患者是以膝关节扭转畸形为主、大腿和小腿骨为辅的畸形状况。他们据此设计了畸形矫正手术。术后1个月,这个女孩实现了人生中第一次用双腿走路。
九院骨科郝永强教授说:“3D打印技术在医学中的应用不止于打印出身体部件,而是包含了设计假体、模拟安装、定向导引等一系列辅助技术,给手术带来了更多安全性,也突破了不少此前的禁区,将对外科手术带来天翻地覆的变化。”
变化不止在外科界。九院第一台3D打印机所在的浦江镇工厂外,挂着两块“牌子”——医学植入物工程技术研发中心、数字医学临床转化教育部工程研究中心。中心主任戴尅戎正带领团队向组织工程领域拓荒。目前,他们已经“打印”出首个软骨组织,并成功完成了第一例动物实验。
不妨建立“开放打印平台”
全球最新统计显示,3D打印应用排在首位的是民用,第二是汽车,第三位就是医疗。医学界内部则认为,3D打印在医学领域的应用在未来几年会有大爆发。
市科委已考虑进口十多台性能和打印材料均不同的3D打印机。这是因为一台机器只能“打印”两三种材料,以九院采购的机器为例,只能打3种材料——钛合金、钴铬钼合金、不锈钢,均为医用常用材料。
戴尅戎希望搭建一个面向全市医生的“公共平台”,人人可去预约、使用。“每家医院都去购置,太浪费了。”
对于一台动辄数百万元的3D打印机,这名80岁的院士心有不甘,“现在的3D打印机不仅设备是进口的,连它‘吃’的材料也都是进口的,还得用指定品牌。以钛合金为例,中国钛储量世界第一,可现在,我们把钛以低价卖出去,变成粉,再高价买回来。以后3D打印全面铺开,这个市场得有多大!”在3D打印技术领域行走20多年,戴尅戎的直觉是,我国医疗系统在3D打印技术的应用上与国际相仿,但在机器制造上落后,研发有自主知识产权的材料和设备,是一片待开发的“蓝海”。