小到鞋子,大到别墅,3D打印正在改变公众生活。这一技术进入医疗领域,擦出的火花更令人惊艳——它能精准地打印出药片和私人定制的“人体骨骼”,帮助医生突破医疗禁区,“完成过去想都不敢想的手术”。
未来,这一技术如何更好地造福患者?它离临床普及还有多远?
突破医疗禁区,完成“不可能”的手术
采用3D打印技术辅助手术操作,可以使医生更直观地了解患者解剖结构,为手术方案的设计和改进、手术进路的选择和优化提供极大帮助,有助于提高手术精准度,减少患者痛苦。
同时,3D打印可帮助医生突破医疗禁区,完成过去无法完成的手术。如今,3D打印技术不仅能打印出与患者完全匹配的仿真器官,对复杂骨肿瘤,直接打印出植入患者体内的骨骼假体、肿瘤切除后骨缺损的重建,也已经能完全实现。
“3D打印应用于医疗正带来巨大变革。”中国工程院院士、骨科专家戴尅戎举例说,“临床上人工关节一般会分成五六个大小不同的型号,病人只能‘将就’着用。每年上百万人做人工关节,让流水线制作出的少量型号来满足所有患者需要是不太可能的。3D打印能使‘量身定制’真正成为可能。”
南方医科大学第三附属医院已经将3D打印技术运用于复杂骨盆髋臼骨折治疗。今年3月,一位女士不慎从四楼摔下,造成严重的骨盆、髋臼复杂骨折。“骨盆、髋臼结构复杂,邻近血管、神经和重要脏器结构,发生骨折后有较高的致死、致残率。”南医三院创伤骨科主任樊仕才介绍,进行手术尤其棘手的是,骨盆结构很特殊,非常不规则,目前还没有匹配的用来内固定的接骨板,很难达到满意的手术效果。
综合评估患者病情后,樊仕才团队决定尝试应用3D打印,为她“量身定制”髋臼接骨板。接骨板主要使用钛合金打印,与组织相容性较强,强度也符合人体需求。
国家食品药品监管总局注册认证的3D打印人工椎体研究团队负责人、北京大学第三医院骨科主任刘忠军等专家认为,3D打印在现阶段属于新兴技术,目前世界各国在3D打印医疗科技创新产品的研发领域,处于同一平台高度。
打印“活”的细胞,打印复杂器官
专家介绍,随着技术进步升级,3D打印有着日益丰富的“层次”,有用在人体外的,有用在体内的,有打印组织工程支架的,有用活细胞打印的……
“国内外都在试用3D打印制作假肢,现在欧洲开始用3D打印假眼睛。”戴尅戎说,随着技术进步,有的机构开始用3D打印“活”的细胞,甚至开始培育出心脏肌肉,可自发跳动一段时间。
“3D打印技术在医学领域的进一步应用,将是直接打印人体组织和器官。”南方医科大学第三附属医院院长蔡道章指出,这一技术很有可能也是在骨科率先得到突破。“因为骨和软骨结构相对简单,由骨细胞或软骨细胞和基质构成,打印起来较为容易。”他表示,未来不仅可以打印出人工骨或软骨,甚至可以打印肝脏等复杂器官。
专家表示,我国等待角膜、肝脏或肾脏移植的患者很多,但只有极少数能获得移植,3D打印技术有望在未来扭转这种局面。
复旦大学附属儿科医院副院长郑珊说:“3D打印还可以广泛应用在医学教学、患者家属术前介绍等环节。相关技术在不断发展完善进程中,更远的目标是将生物材料通过3D打印出组织、器官等植入人体,这一前景值得期待。”
评估标准亟待建立,安全监管需要加强
3D打印医疗科技创新产品,目前主要为手术辅助工具及内植物,涉及塑料类、金属类及生物材料等多种材料。由于需应用于人体,或长期植入人体内,医疗安全不容忽视。一旦应用失当,可能危害使用者健康,甚至危及生命。
多位业内专家提出,3D打印科技创新产品制作工艺较新,目前尚缺乏相应评估标准,传统评审模式难以对其作出科学、客观、合理的评价,这些因素使3D打印医疗科技创新产品在审批过程中遇到严重阻碍。
刘忠军是全国人大代表,他近年来多次在全国两会上提出:成立专门机构,审批3D打印医疗科技创新产品。
鉴于国内高端医疗产品主体依赖进口,而很多情形下医疗技术水平决定于相关器材和装备的现状,3D打印医疗科技创新产品的研发,或可成为我国医疗水平赶超世界和相关产业崛起的难得契机。
在有效保障医疗安全的前提下,为尽量缩短3D打印医疗科技创新产品审批流程及时限,给相关产品开放一条绿色通道。刘忠军等专家建议,由国务院及相关部门组成专门机构或工作组,领导、组织、协调3D打印医疗科技创新产品审批工作,推动我国3D打印医疗科技创新产品的研发和产品上市。
戴尅戎说,3D打印应用于医学还只是开始,“在发展过程中要非常小心,做好监管工作,不能轻易打印出个东西就往身上装。前景无比美好,但我们不能任意使用。”