如何看待cctv2,7月31日節目一人一世界所提出的3D列印技術與醫療創新的結合?

本期請來一位醫學前輩,講述外科手術遇到3D列印技術,以及前輩認為將來醫學發展方向,

這次分享對於各位醫學生和醫生前輩們有沒有啟發或者感觸,

對於在校醫學生有何發展上的影響


首先,謝邀,昨天出乎意料的中了一個本來不抱希望的局級課題面上項目,然後就去慶祝了一下,high到很晚,今天早上6點醒補看了節目,說得很不錯。

我喜歡開門見山,先說我的觀點。

3D列印和醫學的碰撞確實是一次精彩的跨界結合,以後會變得怎樣,我十分期待。

我其實跟3D列印緣分頗深,由於恩師眼光卓越,大約3年前我就第一次接觸到了 3D列印,記得那次是做一個髖關節外翻截骨的病人,術前請上海西南某高校材料學院把患者的髖關節三維重建的影像列印成了模型,在模型上先模擬手術計劃。

外行人可能並不知道外翻截骨的做法,是要把畸形的髖關節截斷,再旋轉一個合適的角度,儘可能地恢復髖關節的生理功能,大概就是下圖這樣。

這種手術看著就比較複雜吧?實際的手術更複雜,因為在假想圖上你能完整地看到整個髖關節的形態,在實際手術中你只能看到股骨的外側面,而且還有很多肌肉組織遮擋,大概就是下面這個狀態。

你能看出什麼來?別說你看不出什麼,我也看不出什麼,這個手術如果放在下午兩點進行,大概也只有那個抱著大腿做牽引的兄弟能保持清醒吧?

通過三維模型的模擬,就可以在術前做一個清晰的計劃,截多少,什麼角度,轉多少,什麼角度,鋼板用幾孔,多少長度,正所謂廟算多則勝,術前計劃好,術中按計劃完成,就能縮短手術時間,要知道髖關節手術不能用止血帶,大腿這裡劃一個大口子手術多做一個小時可能就會多流大半瓶礦泉水瓶的血,然後那次手術做得異常順利,患者出血不到300ML,恢復也比往常快很多。

現在的骨科界3d列印和生物力學都是研究前沿,我現在單位的帶組正高(同時也是我的師叔)正嘗試著把3d列印和生物力學結合在一起,有經歷過手術談話的朋友一定會對這個片段記憶猶新:xx材料先備著,不一定用,手術的時候看情況。別的領域不敢說,骨科的話高質量的3d列印可能就可以解決這問題,因為一切都是計劃中。

術前模擬只是3d列印最粗淺的一步,就好像發明了火藥用來做爆竹,發明了指南針用來看風水一樣。

我認為3d列印的中級應用就是節目中所說的,個性化的假體。選擇與人體組織相容的材料,直接替換病變或受損的組織和器官,達到功能恢復,效果立竿見影。從此骨科的著名的嚇師弟傳說,」以前xxx主任做骨腫瘤的時候,直接把腫瘤帶著大段的骨頭截下來,支個鍋子把肉都煮爛掉下來,然後把骨頭消個毒再植回去」就能銷聲匿跡了。

我認為3d列印的高級應用是通過可吸收生物材料打一個支架,比如肝或者肺的支架,運用幹細胞技術用自體細胞把支架填滿再移植回體內,徹底解決問題,從此再也沒有器官捐獻一說了。

3d列印前景遠大,先說到這裡吧,現在狀態不好,宿醉的感覺,頭痛欲裂,以上。。。。


不是醫學,專業是機械製造

3D列印(增材製造)和醫學有個共同的特點就是:個性化。

3D列印的本身特點就是個性化,小批量,複雜結構。而醫學需要個性化定製的醫療器具,甚至是個性化定製的組織、器官。

這就使兩者有了供需關係,個性化的特點必將使兩個行業的聯繫更加緊密。像《一人一世界》里所涉及個性化定製的鈦合金內植物,對3D列印來說是技術問題,怎麼提高列印出來東西的質量。對於醫學來說便是創新的問題,利用3D列印找到治療的新思路。

我認為兩個行業的人都多了解下對方的行業吧,以後交流方便。


我有比較內行的看法。針對植入性的醫療器械,因為我原本就是在這樣一家醫療器械的公司工作的。

3D列印應用到醫療中已經不是什麼新鮮的話題了。但是應用前景就有很大的分歧。

3D列印有著傳統減材技術所無法實現的優點。

1.可以節約材料,尤其是貴重金屬和較稀有的金屬的應用,3D列印很多在製造過程中沒有利用的原料可以回收再利用。

2.可以製造結構非常複雜的物件,常用的應用是植入物的輕量化設計,在保持植入物與人體結構一樣的強度下,減少植入物的質量,因為植入人體的植入物一般都是金屬,比起人體的骨頭密度高很多,所以輕量化設計是很必要的。如下圖,鏤空的結構是機械加工無法加工製成的。

3.可以列印個性化的器械。世上不可能有兩片相同的葉子,因為每個個體都是差異的,而3D列印就可以解決這個問題。假如一個患者,在一次事故中缺失了一塊骨頭,需要修補,通過CT掃描,再設計和製造,可以列印出一塊一模一樣的骨頭填補到缺失中。

以上是增材技術,即3D列印的最主要的優點,像其他的製造加工速度快什麼的,都不是明顯的優勢,不一一列舉。當然,3D列印其實也是有很多缺點的。

1.一來就說個最大的缺點吧,加工精度對比傳統CNC加工可以說非常低,能用傳統工藝製造的東西絕對精度比3D列印精度高不知幾個數量級。所以,精細的零部件和醫療器械,3D列印都不適合。

2.由1延伸而來,因為精度差的原因,很多需要緊密配合的零部件都不適用。或者不能達到設計之初的配合要求。而CNC加工則不會出現這個情況。

3.也由1延伸而來,精度差,必然會有所謂的毛刺和凸起,凹痕,而這些毛刺和凸起,往往是不穩定結構,植入人體後,不知道什麼時候就會掉落,形成異物可能進入循環系統,極有可能變成熱源,產生人體排斥。

4.列印的所用的材料其實也是比較苛刻的,比如鈦金屬,醫療級的鈦板鈦棒都很好找,但是醫療級的鈦金屬粉就很難找了吧,同樣的,假如是人體表皮細胞,一整塊的好找,更小的個體就很難了,而且這個也要考慮人體的排斥反應。

5.與人體的適應性,即生物相容性,需要更一步的研究和進步,比如植入器械的表面處理技術,植入物在人體中的耐腐蝕,耐酸鹼鹽環境,體液環境的穩定性等等,因為3D列印的結構的獨特性,這些都需要和常規醫療器械有不一樣的處理方法。

暫時說那麼多,不然都對3D列印醫療不抱希望了。哈哈。如果有興趣或者有見地可以互相探討學習。


2010年2月,organovo公司生產出首台3D生物印表機,能夠列印出人體的組織和器官。

--《內科學》人衛第八版

2013年8月7日來自杭州電子科技大學等高校的科學家自主研發出一台生物材料3D印表機。科學家們使用生物醫用高分子材料、無機材料、水凝膠材料或活細胞,已在這台印表機上成功列印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。

該生物材料3D印表機研發團隊負責人、杭州電子科技大學教授徐銘恩說,這台生物材料3D印表機具有列印生物材料種類多、對細胞損傷率低、列印精度較高和操作方便等特點。同國際同類印表機相比,這台名為「Regenovo」的3D印表機不僅實現了無菌條件下的生物材料和細胞3D列印,而且新型的溫控單元和列印噴頭設計,能夠支持從-5℃到260℃熔融的多種生物材料列印。

徐銘恩介紹說,「Regenovo」支持活細胞列印,列印的細胞有著高達90%的存活率。目前列印出來的活細胞存活時間最長為4個月。

不過,從人體細胞、組織乃至器官被「列印」出來,到真正應用於臨床,還有相當長一段路需要走。徐銘恩說,這需要多種領域的科學家通力合作。

--百度百科 「3D生物印表機」

其實3D印表機作為骨科的生物材料已經成熟了,而作為其他有生物功能的器官供體還有待發展。


正在努力學習列印部分步槍的模塊。。。。。谷歌大法好!

等完成了再更新。。。。。


你好O:-)現在那家醫院可用3d技術,列印人體組織。謝謝


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