在南方醫科大學深圳醫院數字骨科中心，通過CT、核磁共振（MRI）等掃描技術，一層一層掃描病人變形或者缺損的骨關節，再在電腦上利用分析軟件將獲取的數據轉成一個立體模型，然后再連接3D打印機。通過設定相應程序，3D打印機就會“吭哧吭哧”地打印出一個逼真的骨骼實物模型。

如今，在深圳，這種3D打印病人器官模型的技術已普遍用于骨科、心臟外科、神經外科等科室的手術規劃中，1:1的器官模型清晰地將病人的解剖結構呈現給醫生，一定程度上幫助醫生提高復雜手術的成功率、降低手術風險。

盡管業內人士表示，目前，我國醫學3D打印技術跟國外幾乎同步，個別的領域可能還要超過他們。但是，從目前科研和臨床應用來看，我國醫學3D打印仍處于打印無生命的器官模型和骨骼內植物階段，3D生物打印人體組織和器官又還有很長的路要走。

8月14日，廣東省醫學3D打印應用轉化工程技術研究中心落戶南方醫科大學深圳醫院，并成立臨床基地，這意味著3D打印技術在臨床上的應用轉化正在快速發展。在深圳，3D打印在臨床上和研發上有哪些新進展？又還有哪些短板呢？近日，記者走進醫院和企業，與業內人士共同探討深圳醫學3D打印的未來發展。

南方醫科大學深圳醫院骨科專家展示3D打印的骨骼模型。攝影：南方日報記者 朱洪波

在南方醫科大學深圳醫院數字外科3D打印中心，骨科專家在進行3D打印骨骼模型。攝影：南方日報記者 朱洪波

現狀

已臨床應用于外科、口腔科等

3D打印幫助醫生突破醫療禁區

走進南方醫科大學深圳醫院“數字外科3D打印中心”，3臺體型小但功能強大的3D打印機整齊排列在桌上，旁邊還擺放著幾個已打印好的骨骼實物模型樣品。南方醫科大學深圳骨科主任桑宏勛團隊通過打印出來的實物模型，實現對骨骼受損部位、移位程度及走向的清晰掌握，依此了解病人的病情，并計劃手術方案，從而將3D打印技術成功應用到骨折、骨科修復和畸形矯正手術中。

“如果病人的骨關節嚴重缺損，按照以前的方法，可能沒有辦法手術或者要把關節全部換掉。但如今借助3D打印技術協助，可以實現缺損多少，就移植多少，實現了精準醫療，還可以降低手術中意外情況發生的風險。”桑宏勛告訴記者。如今在3D打印技術協助下，該團隊已經完成700多例骨科手術，其中五分之一是疑難病例，包括高危的頸椎、胸椎疾病和先天性脊柱畸形等。

對于風險高難度大的手術，術前規劃非常重要。傳統上，通過CT、核磁共振（MRI）等影像設備獲取患者真實的數據，是醫生手術規劃的基礎，但得到的醫學影像是二維的。如今，利用分析軟件可以將二維數據轉成逼真的三維數據，3D打印機可以將三維模型直接打印出來，既可輔助醫生進行精準的手術規劃、提升手術的成功率，又方便醫生與患者就手術方案進行直觀的溝通。此外，即使在治療失敗后，3D打印也可以為醫患雙方提供可溯源的依據。

今年7月，桑宏勛接診了一位70多歲的張老先生。由于頸椎痛得厲害，張老先生連吃飯、刷牙等事情都做不了，也走不了路，只能用輪椅代步。CT顯示，張先生椎管狹窄嚴重，7節頸椎中有6節椎管發生了病變，椎管狹窄壓迫頸動脈狹窄，導致他失去正常活動能力。“傳統方法可以選擇前路或者后路的方式進行手術，但術中要把變狹窄的椎管擴充到多大，怎么去擴，都只能全憑主刀醫生的經驗，連助手、護士等都不知道怎么去做這個手術，病人對于醫生的手術方案和效果也不會很清楚。”桑宏勛說。而在給張老先生做手術的時候，他先用3D打印技術，打出病人1:1的頸椎模型，通過模型，清楚地知道病人椎管狹窄的程度，然后跟手術團隊成員一起制定手術方案，規劃把椎管擴張的范圍、擴張的地方和部位，以及螺釘要植入的方向和部位等，手術中再配備導航板進行操作，最后手術很成功。術后一周，張老先生就可以站起來了。

有著20多年脊柱外科臨床經驗，并在國內率先開展脊柱機器人手術和數字骨科手術的桑宏勛，十分看好3D打印技術在骨科等外科領域的廣闊應用前景。“3D打印在術前規劃、術前教學、術中的導航和導板以及術后評估中發揮重要作用。”桑宏勛說，3D打印與臨床結合，使得臨床手術更加精準，實現量體裁衣，度身定做，解決了許多臨床上的各種難題。

目前，在臨床上，深圳不少醫院已經應用或正在開展臨床試驗的技術包括生理、病理模型3D打印，個性化導航導板3D打印、個性化植入物打印等。其中，深圳艾科賽龍科技有限公司自主研發的個性化導航導板3D打印已通過廣東省3類臨床醫療器械準入的審批，這也是我國被批準臨床應用的首個3D打印個性化導航導板，進一步推動了3D打印技術在臨床上的應用。

醫療借助于3D打印技術，正帶來醫療領域的巨大變革。如今，南方醫科大學深圳醫院數字外科3D打印中心，3D打印技術應用到頜面外科、整形燒傷科、口腔科等臨床上。南醫大深圳醫院燒傷整形科主任朱雄翔告訴記者，在燒傷整形領域，3D打印已經實現了器官再造和修復重建。對于一些先天性缺耳的病人，醫生以3D打印的耳朵模型為對照，取自體肋部的軟骨“雕”成跟另一只幾乎一致的耳朵，并植入皮膚下，等軟骨與皮瓣長成一體，再行移植手術，把新長出的耳朵移植到耳朵缺損位置，實現耳朵再造。2015年，港大深圳醫院整形外科團隊就實施了深圳首例以3D打印輔助的耳廓塑型的再造手術，幫助一位右耳廓先天發育不全9歲女孩“長”出新耳朵。

進展

3D打印人體植入物已獲應用

升級版可以實現“私人定制”

一個人的骨骼因為受傷骨折或因為病變受到破壞之后，醫學上采用的最基本的治療方法就是讓骨折斷端復位,然后等待其自然愈合。如果因為骨質破壞造成了骨缺損，則在缺損區進行植骨，即填充從病人自身相對不重要部位切取的自體骨，然后等待其長成一體，這種形式被稱為骨融合。骨折的愈合時間一般為3個月，如果存在骨缺損，需要植骨填充，以達到骨融合的目的，所需時間往往會更長。

然而，在臨床上，有一些骨腫瘤病人，因為骨骼或者關節被腫瘤侵襲嚴重，手術中若造成大面積的骨缺損或者截骨，就不得不植入假體。

目前，以鈦合金為主要材料的金屬植入物在臨床上應用最廣泛。深圳艾科賽龍科技有限公司創始人趙小文告訴記者，國際上，美國FDA近年來已經批準上市了86個3D打印植入物產品，大部分是脊柱植入物。在國內，中國國家食品藥品監督管理總局批準注冊的3D打印人體植入物僅有兩項，分別是2015年獲批的“3D打印人工髖關節產品”和2016年5月獲批的“金屬3D打印內植物——人工椎體”。

不過，目前金屬3D打印的人工髖關節和人工椎體在臨床上還沒有大量應用。“這些產品只能應用于個別的惡性腫瘤病人，而且要通過醫院倫理委員會的審批，還要看植入體對病人有沒有影響，加上還沒有收費標準，臨床使用還很少。”桑宏勛說。

對于臨床醫生來說，目前的3D打印植入物還有一個不足，就是產品的“標準化”，還不適合個體化的病人。“因為目前批準的人工髖關節和人工椎體的打印只能批量生產，并不能個性化定制，所有都是‘標準化’產品，都是‘均碼’。”趙小文說，而由于骨科病人的病情不一樣，骨缺損或者截骨的位置不一樣，植入的假體也要“個性化定制”。

在趙小文的辦公桌上，有一小段的鈦合金3D打印脊椎，這是一個脊柱腫瘤病人一節脊椎1:1的模型。這個病例來自于艾科賽龍與北京一家醫院正在進行的臨床試驗，患者于今年7月進行了手術，手術切除腫瘤的時候，同時切除了一節被腫瘤“吃”掉了的脊椎。少了一節脊椎，下一步如何恢復脊椎結構、保護脊髓，讓病人回歸正常生活，對臨床是一個挑戰。于是，臨床醫生精心研究患者的病情后，依據其解剖結構，利用金屬3D打印技術為他“量身定制”了一節人工脊椎，這段“私人定制”的內植物形態、大小、曲度與患者原本的脊椎完全契合，上面還有海綿一樣的微孔，類似于人體骨骼結構中的骨小梁，可以幫助病人的脊柱恢復正常功能。

這款個體化的鈦合金3D打印植入物是艾科賽龍正在研發的一款新產品，與已經批準的金屬3D打印內植物產品不同的是，該產品屬于個性化的產品，“一人一款”。在艾科賽龍公司的展示柜里，記者發現這款鈦合金3D打印植入物不僅可以修復脊柱，還可以修復腦顱、頜面骨、胸骨等部位。趙小文透露，從2014年開始，該公司已經與第四軍醫大、南方醫科大學附屬醫院、深圳市第二人民醫院等國內近10家機構完成50多例的臨床試驗，“相對于傳統手術和標準化的產品，個性化的3D打印植入物更科學，更能解決臨床上的疑難問題。”趙小文說。目前，艾科賽龍正準備向國家食藥監管總局申報注冊該產品。