第四军医大学3D研究中心：个性化3D打印的实战案例与研究成果
7月28日晚，火石百家邀请了来自第四军医大学3D研究中心实验室的杨冠英主任为我们分享“个性化3D打印人体置换物及生物支架”。杨主任介绍了3D打印在医疗领域的应用概况，并着重分享了第四军医大学3D研究中心的研究成果、研究瓶颈和变革思路等。
在开始前，小编节选了一段录音，分享给大家。
3D打印是一种快速成型技术，它以数字模型（CAD）为基础，运用金属粉末或塑料等可粘合材料，通过逐层打印来构造物体。
近年来3D打印技术发展迅猛，在汽车、航天、家电、船舶、医疗、影视等领域都有应用。但是它在航空航天和医疗这两个领域应用更加突出。
第一个阶段：体外模型阶段。
第二个阶段：个性化的植入物阶段。
第三个阶段：可降解组织工程支架阶段。
第四个阶段：器官打印阶段。这是我们的终极的梦想。
目前漏斗胸矫形手术遇到的问题
1、最佳入路的选择
2、 预先评估矫形效果
3、个性化钢板的制作
4、医生培养时间较长
3D打印技术带来的思路变革
经验性矫形手术 → 个性化矫形手术
1、手术模型指导手术
3D打印出与漏斗胸患者的胸廓完全吻合的1：1的手术模型，用于术前评估与手术规划
传统的漏斗胸矫正手术叫做Nuss抬举术，就是用钛合金钢板把胸骨顶起来。但是我们是看着片子弯制钢板的，能弯到什么程度都是一个未知数。
现在有了3D打印技术，我们会用病人的64排CT获得胸廓的数据，制作出模型。通过对比模型来弯制钢板，可以跟他的胸腔完美匹配。
2、预评矫形效果
利用1:1的手术模型，在手术前预制个性化矫形钢板使其完美吻合
我们可以在模型上直接模拟手术，观察手术后我们能够把胸骨抬举到什么程度，是否能够解除胸骨塌陷对脏器的压迫。
在制作手术的基础上，我们发现传统的钢板Nuss抬举术只能放置两年。因为伴随着患者的生长发育，两年之后会对它的肋骨发育造成限制。
为了解决放置时间过短的矛盾，我们自己设计了可伸缩式的Nuss抬举钢板，钢板可以在体内放置的时间更长一些，如果没有特殊情况，就可以不用二次取出。
3、3D打印钛合金胸骨植入术
3D打印钛合金胸骨修复胸壁巨大缺损
大家可以看这张照片。这个病人是一个胸骨肿瘤病人，他的胸骨已经被肿瘤完全的侵蚀掉了。如果进行手术切除，那心脏如何来保护？
胸骨有一定硬度，可以保护心脏，如果我们不经意期间对胸骨的位置产生了撞击，或者是拥抱，拥挤、挤压，那么对病人来说就是非常的危险。
为了解决这个问题呢，我们按他的CT片子量身制作了一块钛合金的胸骨，然后进行了植入手术。手术也很成功，可以和他剩余的肋骨完美地缝合。我们有时候经常跟病人开玩笑说：您这块钛合金胸骨现在完全是可以防弹的。
4、3D打印钛合金肋骨植入术
行肺癌根治术+肋骨切除术+3D打印钛合金肋骨植入术，实现肿瘤和胸壁整块切除
案例：患者男性，64岁，诊断肺癌（右下 鳞癌 pT3N2M0 ），因肿瘤侵犯胸壁5根肋骨，患者术前疼痛评分10分。
这个病人的肿瘤累及了五根肋骨。如果要对肿瘤进行切除的话，这五根肋骨也就不复存在。但是这五根肋骨一旦切除，就没有胸壁来对支撑呼吸了。
我们用3D打印打印了五根钛合金肋骨，然后在这个模型上进行了手术验证，并对它进行了植入手术。这个手术相当的成功，手术完之后病人疼痛感消失。
5. 3D打印支架治疗胡桃夹综合征
为患者量身定做钛合金血管外支架
泌外科有一个胡桃夹综合症，这个也叫左肾静脉受压综合症。
大家可以看到，左肾静脉是在肠系膜上动脉和腹主动脉之间穿过来的，如果肠系膜和腹主动脉形成的夹角过小的时候，就会把左肾静脉压迫住，导致它回血不畅。
会导致什么问题呢？
会导致血尿、蛋白尿，男性甚至还会导致静脉曲张。
我们给这个位置专门设计了一个支架，是一个可开合的结构。
通过腹腔镜的微创手术，可以把它扣在左肾静脉上，撑开夹角。这样，左肾静脉的回血就可以达到保证。
问答环节
群友提问：目前国家对于3D打印植入物是否有相应的标准或规范？3D打印植入物是否需要申报审批？
杨主任：目前国家对3D打印植入物还没有相应的标准或者规范。我们医院会组成一个伦理委员会进行审批，对你手术细节、手术过程，包括3D打印过程进行审核，如果审核过关才能做。
群友提问：请问在生物打印中哪个环节比较关键，比较难？比如说是打印机，材料，建模，还是打印工艺的制定比较重要？
杨主任：我们认为在生物打印环节，比较关键的或者现在难以突破的，最主要的是器官的血供问题还解决不了，所以器官的生物3D打印的器官现在还远远达不到植入人体的程度。
群友提问：从目前临床业务的发展来看，3D打印在骨科领域是否已经可以实现产业化运作？如果不能，还有哪些问题或差距？
杨主任：3D打印在骨科领域产业化还是有问题的，最主要的问题就是我们的CFDA的认证。这种个性化产品每个都不一样，标准很难制订，当然这也是个矛盾，国家也正在想办法。
群友提问：现目前生物3D打印的血管支架与市面上现有的支架产品的性能对比如何？距离临床试验还有多远的距离？现阶段生物3D打印技术在血管支架方面的技术壁垒或关键问题有哪些？
杨主任：我们觉得3D打印的血管支架跟市场上的支架确实还是有区别的，因为3D打印是量身订作的，吻合效果会更好。但是说到技术难点，我们希望这个支架是一种可降解的支架，在它起到治疗作用之后，不用再取出来；或者是永久的植入人体。
血管内支架植入的时候，可能会引起血流动力学的改变，造成血栓。所以，可降解的基础支架，是我们认为最理想的支架。锌镁合金可降解的金属支架可能很快会进入临床的试验阶段了。
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