3D打印技术正在(zài)改(gǎi)变我们(men)的生活,被推为第三次工业革命的核心(xīn)技术(shù),至今仍是一个全球性热点。近十年来,生物3D打(dǎ)印技(jì)术(shù)取得(dé)长足(zú)发展,医疗应用越来(lái)越广(guǎng)泛。虽(suī)然还不能直接3D打(dǎ)印出人体组织或(huò)器官用于人体修复,但(dàn)在神经外科领域,3D打印技术可以“智造”出植入医疗器(qì)械,帮助(zhù)解决脑袋的“修(xiū)复大计”。
3D个性化定制打印,正在深刻改(gǎi)变神经外科手术方(fāng)式。据山东省立医院(yuàn)神经(jīng)外科(kē)丁锋教授介绍,脑颅创(chuàng)伤(shāng)后的颅(lú)骨修补,现在就可(kě)选择3D技术“量身定制”的新型植入修补材料(liào)PEEK,根据患(huàn)者(zhě)的头颅(lú)CT数据进行3D重建,完全(quán)还原颅骨的生理结(jié)构曲度等,可与缺(quē)损区(qū)域严丝合(hé)缝,修补效果更(gèng)佳。
山东省立医院神经外科是山东省最(zuì)早成立的神(shén)经外科(kē)之一(yī),在(zài)全省占(zhàn)据龙头地位,近年来该科室也积极探索生物3D打印技术的临(lín)床应用。生物(wù)3D打印技术的临床应用同样在山东发展迅速,2016年山东(dōng)省(shěng)骨科(kē)医院完(wán)成首例(lì)3D打印假体置换(huàn)手术(shù),这标志(zhì)着(zhe)山东进(jìn)入3D打印(yìn)医疗(liáo)新时代。
四川大学华(huá)西医院神经外科主任医师关俊(jun4)文教授(shòu)对于(yú)复杂颅脑创(chuàng)伤以及颅脑创伤后并发症治(zhì)疗富(fù)有经(jīng)验(yàn),他在论(lùn)坛上的发言主题是《精准嵌(qiàn)入式颅骨成形及相关并发症的处理》,分享了临床使用3D技术定制(zhì)PEEK颅骨修补(bǔ)材料(liào)的心(xīn)得。
生物(wù)3D打印技术在(zài)神经(jīng)外科应用的另一典型是3D打(dǎ)印的人工(gōng)硬脑膜,可(kě)以(yǐ)修复脑外伤(shāng)或脑肿(zhǒng)瘤手术后的脑(nǎo)膜缺损(sǔn)。这种人工(gōng)硬脑膜“打印(yìn)”出来后,不论(lùn)是(shì)外观还是内部结构都和人体(tǐ)自身脑膜结构(gòu)几(jǐ)乎一致,薄如一(yī)张纸,帮助修复重建后又(yòu)能降解(jiě)为二氧化碳和水排出体外。论坛上,山东省(shěng)立(lì)医院辛涛分享(xiǎng)了生(shēng)物3D打(dǎ)印(yìn)人工硬(yìng)膜在(zài)临床(chuáng)中的应用经验。
清华(huá)大学生物制造中(zhōng)心副主任徐弢教授(shòu)是(shì)国(guó)际上最早进行(háng)细胞和(hé)器(qì)官打(dǎ)印(yìn)技术开发(fā)的研究(jiū)者之一(yī),他和导师一同拥有世界首个(gè)细胞打印专利。
徐弢并不只是在(zài)科研(yán)上发力,他及其(qí)团(tuán)队(duì)是国内(nèi)最(zuì)早将3D打印(yìn)技术(shù)应用于临床转化(huà)的团队(duì)。徐弢的另一(yī)身份是广(guǎng)州迈普(pǔ)再生医(yī)学科技股份(fèn)有限公司的联合创始(shǐ)人,迈普医学研发(fā)的人工(gōng)硬脑(nǎo)膜睿膜至今已在全球70多个国(guó)家使(shǐ)用20多万例,迈普(pǔ)医(yī)学“人工硬脑(nǎo)膜及其制备方法”专(zhuān)利获得2018年中国(guó)专利奖(jiǎng)优秀奖。
3D打印的PEEK颅(lú)骨,用的仍是高分子合成(chéng)材料,而用细胞打印成活体器官用于人(rén)体组织替代和修复,则是生物3D打印的“终极梦想”。今年4月,以(yǐ)色(sè)列一个团队的研究人员(yuán)用3D打印技术,利用取自(zì)病人自(zì)身(shēn)的人体(tǐ)组(zǔ)织,打印出了全球第一个完整的(de)心脏,一度引发轰动。该心脏包(bāo)括细胞、血(xuè)管(guǎn)、心腔以及心室(shì),不过目前还无法泵血,仅能收缩。那么(me),未(wèi)来3D打印出人(rén)类(lèi)器官(guān)用于(yú)临床手术还遥远吗?
徐弢教授的(de)主要研(yán)究方向是细胞3D打印技术,有丰富的国外研究和产业化(huà)经验。他及助手(shǒu)表示,用(yòng)细胞打(dǎ)印(yìn)被称为3D,加上神经(jīng)和血管形成一个有机体,被称为(wéi)4D,而要(yào)打造出(chū)有(yǒu)器官(guān)功能(néng)的产品,则应该(gāi)称为5D。以心(xīn)脏(zāng)来说,目前用3D打印出外形(xíng)已经可以实(shí)现,但心脏能不(bú)能正常跳动,并(bìng)且根据身体需要来调动,适(shì)应身(shēn)体的环境,未来还需要(yào)一(yī)个漫长的过程。