近日，根據(jù) ResearchandMarkets發(fā)布的《全球3D打印材料市場分析與預(yù)測（2016年--2022年）》報(bào)告中指出，在2022年，全球3D打印材料市場將達(dá)到15.2億美元，牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)成為了重要的助推動力。
而就在最近，3D打印與醫(yī)療領(lǐng)域的結(jié)合又進(jìn)了一步。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院南院泌尿科上周霸占了醫(yī)學(xué)界頭條，它在全球首次成功應(yīng)用了3D打印技術(shù)治療泌尿疾病。
以本次全球首例的3D打印泌尿疾病來說，該手術(shù)原本是一種骶神經(jīng)刺激器植入術(shù)，屬于一種新式微創(chuàng)治療手段，也就是在臀部植入一款小型的可程控設(shè)備，通過遠(yuǎn)程外部設(shè)備另行控制，使大小便失禁患者的癥狀得到治療。該設(shè)備包括了脈沖發(fā)生器，電極及連接兩者的導(dǎo)線，在臨床上已經(jīng)被普遍應(yīng)用。
據(jù)了解，這類手術(shù)雖然是微創(chuàng)技術(shù)，已經(jīng)比更傳統(tǒng)的技術(shù)有了很大進(jìn)步，但依然存在著一些問題。“由于人的骶孔非常狹小，如果采用術(shù)中穿刺植入電極，不僅難度極高，需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)的時(shí)間，而且醫(yī)生和患者可能還會有輻射風(fēng)險(xiǎn)。”
根據(jù)泌尿科副主任醫(yī)師呂堅(jiān)偉的介紹，本次手術(shù)采用的3D打印技術(shù)可以精確模擬實(shí)物，并充分了解患者的骶神經(jīng)和骶孔的解剖特點(diǎn)，便于為醫(yī)師研究設(shè)計(jì)植入方案。而這一科技只需要將定制的3D模型和電極在預(yù)留的點(diǎn)進(jìn)行穿刺植入即可完成，時(shí)長也縮短到了 5 分鐘內(nèi)。
這無疑是精準(zhǔn)醫(yī)療的堅(jiān)實(shí)一步，根據(jù)官網(wǎng)介紹，醫(yī)院目前正在為該技術(shù)申請國家專利。“隨著人們對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和快速康復(fù)醫(yī)學(xué)的要求，3D打印技術(shù)應(yīng)用必將越來越廣泛，成為醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之一。”泌尿科主任薛蔚如是說。
醫(yī)療和3D打印的三種可能
實(shí)際上，3D打印早在上世紀(jì)90年代就已誕生，而近幾年創(chuàng)客文化的風(fēng)靡，更讓這一行業(yè)飽受關(guān)注。3D 打印的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從工業(yè)級到消費(fèi)級不一而足，環(huán)顧目前市場，它與醫(yī)療的結(jié)合則“由淺入深，由易到難”，包含了以下三個(gè)方面。
首先是外部設(shè)備，這也是3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域里的最初應(yīng)用領(lǐng)域，主要起到的是“輔助”（assistive）的作用。比如3D模型，康復(fù)輔助工具等。
此類應(yīng)用相對實(shí)施難度較小，普適性也強(qiáng)，如公益組織 e-NABLE 就為殘疾兒童以低廉的價(jià)格制作義肢，成本只需100美元左右。又如中南大學(xué)湘雅醫(yī)院在去年成功利用3D技術(shù)輔助外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)，但這一過程只是在術(shù)前進(jìn)行3D可視化技術(shù)建模，并利用3D打印模型進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，實(shí)際上依然屬于輔助手術(shù)的一種手段，處于3D打印的初級階段。
其次是植入物，最常見的應(yīng)用應(yīng)該是牙科和骨科，但現(xiàn)在也開始應(yīng)用到人體內(nèi)部。
據(jù)了解，仁濟(jì)南院其實(shí)在去年就使用3D打印成功實(shí)施左心耳封堵手術(shù)。這一手術(shù)同樣屬于微創(chuàng)手術(shù)，用于降低房顫患者由血栓栓塞引發(fā)長期殘疾或死亡的風(fēng)險(xiǎn)。而目前經(jīng)過臨床驗(yàn)證并成功引入國內(nèi)醫(yī)院的治療方案為 WATCHMAN 封堵器，但左心耳的形狀因人而異，在植入時(shí)需要對患者的左心耳的形態(tài)非常了解。在該手術(shù)中，醫(yī)生通過患者左心耳CT的精細(xì)掃描圖像，利用3D打印機(jī)將左心耳制作出封堵器模型，制定出個(gè)性化的手術(shù)方案。
3D打印在醫(yī)學(xué)應(yīng)用的第三階段是生物打印，利用身體組織溶液，采用噴墨技術(shù)直接打印器官，比如血管、神經(jīng)和皮膚等。這一生物工程應(yīng)用處于研發(fā)階段，尚未真正運(yùn)用于臨床領(lǐng)域。
此外也有一些研究運(yùn)用3D生物打印技術(shù)，輔助醫(yī)生評估新藥物的療效，打印出來的組織能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測不同器官的藥物交互反應(yīng)，以加快迭代速度。
推廣的三大難點(diǎn)
雖然仁濟(jì)醫(yī)院成功地在去年實(shí)施了3D打印手術(shù)，但在一年多后也并沒有得到大規(guī)模的推廣。根據(jù)3D打印機(jī)廠商FormLab CEO陳亮宏的介紹，在醫(yī)院順利應(yīng)用3D打印進(jìn)行手術(shù)，面臨的難點(diǎn)有三個(gè)。
首先是設(shè)備技術(shù)尚未成熟，3D打印設(shè)備要獲得引進(jìn)醫(yī)院的資質(zhì)，一在產(chǎn)品精度上要有所保障，二是需要經(jīng)歷繁瑣的審核流程。
醫(yī)療領(lǐng)域容不得一絲差錯(cuò)，而目前3D打印技術(shù)的成熟度還不夠完善，精細(xì)度能達(dá)到手術(shù)級別的3D打印廠商更是少之又少。而通過ISO申請的過程少則一年，多則數(shù)年，繁瑣的政策審核流程無疑讓技術(shù)的普及應(yīng)用帶來了滯后。
以FormLab旗下的牙科材料Dental SG樹脂為例，為了防止產(chǎn)品產(chǎn)生排異性，3D打印材料需要通過ISO的質(zhì)量體系認(rèn)證，確保產(chǎn)品的生物相容性后方可使用。齒科材料尚且如此，更不要論植入體內(nèi)的3D打印材料了。
其次是醫(yī)生的教育培訓(xùn)系統(tǒng)有待完善。“目前對3D打印的手術(shù)培訓(xùn)還比較少，要得到大規(guī)模的傳播和應(yīng)用，離不開醫(yī)生的專業(yè)教學(xué)，現(xiàn)在醫(yī)院的3D打印技術(shù)還處于一種早期探討的狀態(tài)。”
誠然，姜還是老的辣，但富有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生已經(jīng)形成了自己的手術(shù)習(xí)慣，要讓他們接受相關(guān)的3D打印技術(shù)相對難度較大，而相對更有挑戰(zhàn)和創(chuàng)新精神的年輕人則尚不具備主刀的嘗試能力，這也給3D打印相關(guān)技術(shù)的推廣帶來困難。
而究其背后的原因，主要在于目前3D打印廠商還沒有和醫(yī)院形成聯(lián)動，一同規(guī)范手術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)流程，研發(fā)培訓(xùn)內(nèi)容。對3D打印的手術(shù)方案研發(fā)僅停留于單個(gè)科室的“單打獨(dú)斗”，未能形成良性循環(huán)。
第三個(gè)問題在于要實(shí)現(xiàn)醫(yī)療領(lǐng)域的商業(yè)化，3D打印的閉環(huán)尚未形成。要引進(jìn)醫(yī)用的3D打印機(jī)同樣會帶來一筆不菲的開支，醫(yī)院是否有開放的心態(tài)愿意進(jìn)行嘗試，同樣也要面對資金的考驗(yàn)和觀念的洗禮。再者對于患者而言，傳統(tǒng)的保守療法也已經(jīng)比較成熟。新式手術(shù)由于定制化的特點(diǎn)，成本較高且收費(fèi)昂貴，也給它的推廣帶來了阻礙。如何將醫(yī)生、患者和3D打印方案提供商以三方都能開放接納的方式串聯(lián)起來，也是未來醫(yī)院需要面對的重要議題。
SmarTech Markets發(fā)布的一份相關(guān)報(bào)告指出，醫(yī)療市場將占據(jù)3D打印近 37% 的產(chǎn)業(yè)比例，但目前在行業(yè)認(rèn)識、原料成本、材料兼容性及行業(yè)支持上依然存在阻力，使得目前3D打印醫(yī)療應(yīng)用還只是見諸于報(bào)端的一些新鮮資訊。如果仁濟(jì)醫(yī)院的成功案例不再成為醫(yī)療界頭條，想必到那時(shí)，3D打印才會成為醫(yī)療領(lǐng)域的普遍治療手段。
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