【健康报】3D打印能否打印未来
作者:健康报   来自:健康报  时间:2017-5-8   文章点击率:  栏目点击率:

    ——《健康报》(2017年4月29日第04版

    北京大学第三医院骨科主任 刘忠军
  在世界范围内,尤其在发达国家和地区,3D打印技术在医学领域的应用受到高度关注,相关骨科内植物的开发和应用更是异军突起。在我国也不例外,新制定的国家科技发展规划中,已经把包括骨科在内的3D打印内植物研发列为重点专项。根据目前科技规划所设定的方向和近年来3D打印内植物的相关研究动态,未来3D打印骨科内植物的研究和发展重点可能会涉及以下几个方面:
  1.更多种类能发挥3D打印技术优势的新型内植物的开发与应用。目前已经研发成熟并成为上市产品的几种3D打印内植物,如髋关节臼杯、椎间融合器及人工椎体等在临床实践中得到检验并被普遍认可,在此基础上,更多用于关节和脊柱外科的内植物正在研发过程中,已知在研的品种包括膝关节假体、关节修补垫块及自稳型人工椎体等,这些内植物在未来逐渐成熟上市,恐怕已经成为一种难以阻挡的趋势。但应当清醒意识到,3D打印内植物不可能仅凭“新”而大行其道,只有在功能和疗效上超越传统产品,才会被临床最终接受。
  2.个体定制化3D打印骨科内植物的系统性研发。3D打印技术快速一次成型的工艺特点非常适合个体定制化骨科内植物的制作,国内已经报道过的个别成功案例即可作为佐证。但如果要实现常规化个体定制骨科内植物的生产,则需要进行系统性的深入研究。一个定制化内植物的制作需要医生根据具体病例的治疗目的提出内植物设计方案,然后通过“医-工交互”使其头脑中的构图准确传递给工程师,工程师再根据医生的想法,并利用患者影像学检查数据(如CT扫描数据)的转换,形成所需内植物的数字模型文件,以供输入设备进行打印。内植物打印成型后还需经过一系列检验和技术处理才能提供给手术应用。若要在有限时间内完成上述个体定制化3D打印内植物制作的全过程,软件开发、流程优化、质量控制等都将是不可或缺的研究内容。
  3.围绕3D打印内植物微孔结构的进一步深入研究。内植物的微孔设计是骨科3D打印内植物最显著,也是最重要的特征之一。金属微孔可供骨组织长入的现象在金属3D打印内植物问世之前就已经被观察到,故有人形象地称之为“金属骨小梁”。而3D打印技术的优势在于微孔设计的可控性非常强,几乎可以按照设计者的需要打印任何形状和大小的微孔,利用这一优势可进行优化,因为不同大小或形态的微孔可能会对骨长入的数量和速度产生影响。除此而外,如果对微孔表面进行一定处理,比如在其表面上覆盖磷酸钙或某些稀有金属,则会对骨长入的结果产生更大影响。还可以将3D打印内植物的微孔结构当成理想的载体空间,将药物或某些活性因子载入其中进行缓释,使其发挥特殊功能,由此实现将3D扩展为所谓“4D”的梦想。鉴于近几年围绕3D打印内植物金属微孔的研究已经取得一些引人关注的成果,我们应当高度重视相关探索并在此领域有更多的投入。

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