3D打印思想起源于19世紀末的美國，并在20世紀80年代得以發展和推廣。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現之一，中國物聯網校企聯盟把它稱作“上上個世紀的思想，上個世紀的技術，這個世紀的市場”。如今已經悄然融入航空航天、汽車制造、食品等工業領域，在醫學領域的應用更為耀眼。

 

　　2014年12月13日，北京大學第三醫院骨科主任劉忠軍教授在2014北京大學3D打印骨科應用國際論壇上表示：“3D打印在骨科領域的應用，是值得期待和深入研究的革命性技術，可能會帶來骨科領域的重大突破。”

 

　　患者脊柱發生的各種病患外傷，都可以由醫生專門訂制，在患者椎體切除后為其打印一塊與切除椎體完全一致的椎骨，完美與相鄰椎骨相接??這些原來只在電影或者科幻小說中出現的場景，已經逐步在國內落地，并在患者身上發揮作用。目前，北京、上海、青島、杭州等一二線城市都已經開始3D打印在醫療領域的探索。

 

3D打印挽救重傷少年

　　2014年12月初，在山東省青島市下屬的平度市發生了一起嚴重車禍。車禍中，一名不滿18歲的少年胸部遭受重創，導致第8胸椎破碎，第7、8胸椎錯位，需要立即手術。但傷者的情況讓主治醫生猶豫再三下不了決心：手術不及時，會造成無法挽回的后遺癥，輕則癱瘓，重則死亡。而如果一旦在手術中誤傷脊髓，同樣會導致雙下肢癱瘓。

 

　　醫生最后決定把傷者緊急轉診至青島大學附屬醫院。青島大學附屬醫院脊柱外科副主任馬學曉接診后，首先通過從美國引進的MIMICS計算機輔助外科技術與快速成型3D打印技術，將少年的胸椎等比例打印出來，在模型上找到有可能壓迫脊髓的骨折塊，實驗探索出進釘的位置和角度后，將進釘路線又打印了一個導板，導板與患者的脊椎結構完全契合。手術時，馬學曉將導板安置在患者的脊椎上，利用導板上預留的進釘口準確無誤地選定進釘點，輕松完成了脊椎固定手術。

 

　　12月16日，馬學曉和助手們又為一位82歲的老人完成了在椎管內腫瘤被切除后的頸椎固定手術，而此前這樣的手術稍有不慎就會使患者成為植物人。

 

　　馬學曉告訴記者，在傳統的脊柱外科手術中，主要依靠X光片與CT、MRI等二維影像技術進行術前準備，不可能全方位顯示病變情況。“臨床經驗再豐富的醫生也難免在復雜情況下操作失誤，極易出現脊髓神經損傷、截癱等并發癥。”這次他之所以這么放心大膽，就是因為個體化設計的3D打印導板的有力輔助。整個過程就像根據GPS的導航功能開車，但精確程度無以復加。馬學曉認為，3D打印醫學技術在脊柱外科的應用是患者的最大福音。

 

　　據了解，這套當前國際上最先進的MIMICS計算機輔助外科技術與快速成型3D打印技術是于2014年7月，馬學曉在赴美進行博士后研究期間為青島大學附屬醫院引進的。這套系統運用MIMICS軟件采集并處理患者的CT數據，在計算機中制作三維模型，立體、精確地顯示病灶及周圍組織情況，據此設計手術方案，并在三維模型上完成虛擬手術。然后，再運用3D打印技術，等比例打印出患者病灶的全仿真模型，在模型上進行細致的手術預演。

 

人工椎體植入脊柱

　　無獨有偶，不久前，浙江大學附屬第一醫院順利完成了國內首例將3D打印技術應用于治療脊柱多節段病癥的手術。

 

　　杭州一名21歲的大四女生近段時間胸痛得非常厲害，她到浙江大學附屬第一醫院就診后得知，自己患上了骨化性纖維瘤，第10、11節胸椎已經遭到了明顯的破壞，出現了病理性骨折。

 

　　在得到這名患者的認可，并通過所有的倫理手續后，浙大一院骨科主任林向進和團隊成員決定使用最新的3D打印技術，將鈦合金粉一層層疊加制成1比1的鈦人工椎體。12月3日，主刀醫生林向進順利切除了她第10、11節胸椎的大部分椎體以及相關部位的椎間盤組織，然后僅用10分鐘就替換了患者原有的兩段椎體。

 

　　據了解，以往類似的手術需要分為兩個步驟，患者需要切除兩段病變胸椎，并用人工椎體替代，再輔以鋼板等器材進行固定。而且，對于骨科醫生而言，根據X線片與CT片作出的術前判斷的精準度也有限，需要打磨人工椎體以契合患者原有的脊柱，可能來回多次嘗試才能順利嵌入，對患者形成的體面創傷和心理傷害很大，效果往往也不盡如人意。

 

　　另外，記者了解到，3D打印的個性化產品在應用上目前尚無國家行業標準，需要采集臨床實驗數據促成這一標準的出臺。“定制化數字醫療3D打印”聯盟的一個重要使命是共享各自在硬件、軟件、臨床應用等方面的優勢資源，共同推動“定制化數字醫療3D打印”臨床應用行業標準和國家標準的制定。