医疗业引入3D打印技术:打出“钢筋铁骨”

2013-06-26 14:33:31来源: 北京青年报
 

  3D打印技术是当下的热词,立体照片、玩具汽车、无人飞机等都能用一台机器打印出来。记者昨天了解到,北医三院的骨科医生正在研究运用3D打印技术治病救人,目前已有近40位患者用上了3D打印机制造的钛合金骨骼。

  打印一节“脊椎” 需要几个小时

  在北医三院骨科主任刘忠军的桌子上,摆着十几块钛合金质地的“曲奇饼干”,外表灰扑扑的、布满孔隙,看上去很不起眼。但刘忠军告诉记者,这都是3D打印机打印出来的人体骨骼,它们代表着骨科手术治疗即将进入一个新时代。据了解,北医三院并不拥有3D打印机器,目前这台机器在一家公司里。“医院与厂家联手开展合作研究,”刘忠军说,“比如我们把脊椎设计图样传送给厂家,几个小时之后就可以拿到打印产品。”据刘忠军介绍,骨骼打印流程主要包括:先将设计图形输入到计算机里面,然后将金属粉末注入机器、高温熔化、成型、凝固、冷却。

  从动物实验到临床观察 花四年时间

  据刘忠军介绍,从2009年开始,北医三院骨科就开展3D打印骨骼技术的动物实验研究,“实验结果非常乐观,骨长入情况非常好,在很短时间内就可以看到骨细胞已经长进到打印骨骼的孔隙里面”。目前,该项技术已经通过动物实验,并于今年被正式批准进入临床观察阶段。截止到昨天,已经有近40位患者在签署知情同意之后,植入了3D打印出来的“钢筋铁骨”,并接受定期追踪检查。参加人体试验者主要是颈椎病患者和髋关节病患者,在北医三院接受脊椎人工椎体植入、颈椎的椎间融合器植入和人工髋臼植入手术。

  两大优势 有望替代传统技术

  3D打印技术究竟有何神奇、以至于引起了骨科医生的关注?对此,刘忠军解释,是因为与传统技术相比,它拥有两大优势。一个优势是,想做什么形状的骨骼都可以。据了解,人体骨骼中形状最怪异的要数颈椎第一节和第二节了,根本没有正常的几何形状,如果医生将患者这里的骨肿瘤切除,为了支撑和固定,他总要用一个内植物来填充。“传统的处理方法是,在切除骨骼的部位放入一个钛网,然后从患者身体其他部位取出部分骨头填充进去,再用钢板和钢钉固定住,然后让它慢慢生长。”他通过长期临床观察发现,这种填充方法并不理想,植入骨骼与周边骨骼融合的时间会很长,而且在生长的过程里面容易出现金属塌陷等问题。有了3D打印技术,医生可以直接生产出同一形状、体积的内植物,填充到缺损部位里面,上下用螺钉固定,就非常牢固,这一点是以往工艺不可能做到的。

  打印骨骼第二个优点是,其表面布满孔隙,它们像海绵一样可以将周边的骨头吸引进来,使真骨与假骨之间结成牢固的一体,患者骨骼能尽快康复。

  价格待定 成本不高于传统产品

  有患者担心,3D打印钛合金骨骼价格肯定不菲。对此,刘忠军表示,目前3D打印骨骼还没有确切价格,因为它是一个全新的工艺,定价会涉及方方面面,如机器成本、产品生产时间、设计、手工等,目前说不出一个精确价格。但是大体上,用3D打印技术生产出来的产品与传统工艺产品相比,成本不会增加,甚至有可能降低,其价格不高于、甚至低于传统产品价格。以人工椎体为例,现在临床使用的人工椎体价格从1万到3万元不等。这意味着,3D打印骨骼的价格大概也就是这个价位。

  审批时间漫长 呼吁开辟快速通道

  据了解,目前北医三院脊柱外科所采用的内植物90%都从国外进口。虽然也有一小部分国产产品,但也是仿制国外的一些设计,自主产品非常少。而北医三院的情况代表了全国很多医院骨科、脊柱外科的现状。刘忠军呼吁,对于创新性产品应该有个快速审批通道,缩短审批周期,能让它早一点进入市场。

  据了解,因为作为人体内植物,不管是国内还是国外,其要求是非常严格的,一般要经过很多的审批手续和医生大量的研究,找出科学依据证实它在人体里面是无害的、可靠的,并且要比现有的治疗手段更好,能够提高疗效,“只有拿到这些证据,才有可能进入到临床观察,只有临床观察证实我们原设计结果是确切的,才有可能成为正规的产品,为患者使用。”他说。

  本版撰文/本报记者 赵新培

  名词解释

  3D打印技术,是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。

  释疑

  “打印”出的骨骼没问题

  但仍需半年临床观察

  被采访人:北医三院骨科主任及脊柱外科研究所所长刘忠军

  疑问一:打印骨骼表面有孔隙,骨骼强度够不够?其保质期大概是多少年?

  答:对于强度方面我们没有太多顾虑。从材料上看,是钛合金,与我们以往所用的材料完全一样。但是它带孔隙了,在生物力学上够不够强度,需要我们进一步测试研究。如果强度不够,工业上可采取多种办法弥补,如将孔隙变密、增加横梁等。截止到目前,我们的临床研究表明,打印骨骼的强度是没问题的。关于保质期方面,几十年来,临床实践已证实钛合金属内植物可以与人体组织长期和平共处。

  疑问二:按照正常审批程序,这项技术何时能在临床广泛应用?

  答:一点把握没有。这个过程非常漫长,充满变数。这么一圈折腾下来,三五年出一个产品算快的了。目前几十例手术患者临床观察已经近半年时间,预计还需要3-6个月时间才全部完成。然后我们向药监局递交观察报告,再做下一步审批。

  疑问三:3D打印技术已经出现几年了,您怎么能率先想到将其运用到医学领域?

  答:并不是我多么有先见之明。当我看到3D打印技术的时候,立刻感觉到这一技术对于医学的重要性,立刻把它和我们所做的工作联系起来。原来我们有很多问题没有解决,一直在想各种办法来解决这些问题,当看到这项技术时,我发现,这是一个很好的解决途径。正好北京有这么一个厂家引进了这套设备。所以我们和这个厂家进行合作,我们与工程师共同搞研究设计,做出产品,做动物实验,做临床观察,这样一步步走过来的。

  病例

  62岁女性骨科患者

  植入3D打印骨骼

  62岁女性,颈椎病患者,由于椎间盘突出韧带压迫脊髓,造成瘫痪症状。医生在为她做椎间盘减压术以后,以往的做法是,放入一个钛网,把填充物放进去。而这个病例,医生采取了新的技术,在颈椎椎体之间,放一个支撑物,这个支撑物就是3D打印骨骼,利于假骨与真骨之间的融合,避免发生填充物塌陷。

  前天,该患者已经出院回家,在她的X光片上,还看不到自体骨头长进打印骨骼的孔隙里。据医生介绍,手术以后患者需定期回医院接受相应的检查,并且要与传统治疗方法进行比较,最后形成观察报告,上交药监局审批。

关键字:医疗  引入  3d打印技术  技术

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2013/0626/article_3814.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
医疗
引入
3d打印技术
技术

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 医学成像 家庭消费 监护/遥测 植入式器材 临床设备 通用技术/产品 其他技术 综合资讯

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved