3D打印“私人定制”让骨科手术治疗更精准

  近年来,随着人们生活水平的提高、老龄化进程的加剧以及“低头族、暴走族”人群的不断攀升,膝关节、颈椎腰椎等疾病患病率也快速增加。而膝关节是人体骨骼中最大且结构最复杂的重要关节,也是损伤机会较多的敏感部位。一旦膝关节出现关节炎等病症,便会直接影响人的正常生活和身体健康。

  增材制造(又称3D打印)是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,是制造业有代表性的颠覆性技术。近年来,3D打印技术在医疗领域得到广泛的探索和临床实践,特别是将3D打印技术用于膝关节骨缺损治疗、股骨头坏死、颈椎腰椎疾病等骨科领域,帮助很多无法正常行走的患者重新“走回”健康生活。

  在国内率先将3D打印技术引入膝关节临床治疗的山东大学第二医院骨关节外科王韶进教授表示,关节损伤在中老年人群中发病率高达80%,程度或轻或重,而因缺血而导致股骨头坏死的病例近年来也逐渐增多。回想起2013年,山东大学第二医院骨关节外科公开的国内首例“3D打印”膝关节骨缺损治疗术病例,王韶进仍颇为感慨。他表示,传统的骨关节假体和植入物都是成批制造、固定型号的,而每个人的骨骼形态都不相同,假体和植入物很难做到与每个人匹配。在得到患者同意后,医生对骨缺损部位进行了CT扫描,根据扫描数据建立了数字模型,然后以钛合金粉为原料利用3D打印技术为患者“量身定制”了骨缺损填充金属垫块。之后,王韶进主刀进行了手术,术后两周患者就能自由步行,再两周后,患者就出院回家,经过术后3个月回访,患者情况良好。王韶进说,“3D打印技术实现了植入物的个体化,由人骨适应假体变为假体适应人骨,减少了骨丢失。3D打印技术是制造业的革命,也将为医学界带来革命性的进展,而个体化无疑是骨科治疗的一个发展趋势。”

  让3D打印惠及更多患者还需更多政策“落地”

  从2015年国家食品药品监督管理总局(CFDA)注册批准了我国首个3D打印人体植入物——人工髋关节产品以来,目前CFDA已批准三个3D打印产品,包括髋关节置换植入物、脊柱椎间融合器及人工椎体。与传统制造工艺相比,新技术、新工艺的金属3D打印产品生产成本较高,涉及到许多基础研究,要做临床试验,并完成注册流程,科研投入很大且周期较长。这是否意味着老百姓骨科疾病治疗的成本增加呢?

  沈阳市骨科医院孙竹清教授表示,在骨科手术上,3D打印技术的出现已解决不少疑难杂症,临床需求持续增长。利用3D打印技术打印出骨科模型后缩短了手术时间、减少手术出血,麻醉时间也将缩短,在解决患者痛苦、恢复正常功能、提高生活质量等方面都有切实的效果。不过与当前我国普遍使用的进口产品相比,其价格可以低近一半。

  天津医院脊柱外科苗军教授表示,3D打印技术最突出的两项功能是打印模型,可提前对未知的手术风险进行精准的分析;打印假体,可替换病变损坏的人体结构。在一些脊柱外科的复杂手术中,3D打印可帮助专家制定最佳的手术方案,实现“一体化”治疗,大大降低手术风险和医疗成本,让患者更为受益。

  尽管我国研发3D打印人工髋关节在国际上起步较早,但3D打印植入物的注册审批流程相对较长,尚缺乏针对3D打印技术的相关监管办法,如收费标准、手术水平良莠不齐、资格认证等管理办法仍不明晰。

  2017年12月5日,CFDA发布了3D打印医疗器械制造指导意见,为医疗设备制造商提供有关3D打印技术方面的建议,同时还指出制造商在提交3D打印医疗设备审批时需包含的内容,包括对各种3D打印方法的思考、设备设计、功能、耐用性测试及质量系统要求。这是继去年5月CFDA发布针对医疗制造商的3D打印草案指南之后的又一促进3D打印医疗设备进一步发展的举措。同时,这也体现出国家对3D打印这一重要新兴技术的重视和实践。

  事实上,世界各国尤其是发达国家都已纷纷将3D打印(增材制造)作为了未来发展的新增长点加以培育,制定了发展增材制造的国家战略和具体推动策略,力争抢占未来科技和产业的制高点。除美国外,欧洲、日本、澳大利亚等也制定并推出了各自的3D打印发展战略规划。

  王韶进表示,让3D打印惠及更多患者,还需更多政策及管理方面的“落地”。