南方医科大学黄文华:医学3D打印的部分新进展以及运用



 由中国3D打印技术产业联盟和世界3D打印技术产业联盟、南方日报共同主办,佛山市,南海区,大沥镇三级政府支持的第五届世界3D打印技术产业大会于2018年6月17/18日在佛山大沥成功举行,来自国内外900多位代表出席大会,并就3D打印重新定义制造业这个主题展开热烈讨论。下面有请南方医科大学的黄文华教授为我们作主题演讲。

黄文华:尊敬的各位同行下午好,我给大家汇报的是医学3D打印的部分新进展以及运用。

我来自于南方医科大学,还有几个国家级平台和省级平台。

像刘忠军教授讲的一样,3D打印在医学领域有很多的优势,包括复杂结构的快速制造,还有个性化的定制,尤其一些复杂结构的高度解剖匹配,所以它有巨大的医疗产业推动效益,它有很多优于传统制造无法比拟的一些优点。国家也在大力推广,在“十二五”“十三五”都给了很大的支持。另外我看到罗理事长一直在推动,所以在工业或者医学领域都有很多的应用,而且应用更加普及。

有四个方面,包括植入医疗模型导板、植入生物材料支架、细胞打印,这4个层次都有很大的发展。刘教授刚才做的报告非常出名,他们的团队在这个领域取得了非常好的成就,国家现在三个批准的认证产品基本上都出自于刘教授的团队,包括髋臼杯,还有其他的假体等等都获得了批准。在骨科方面,我们在肩胛骨、锁骨方面主要针对多孔设计和外观形态进行解剖学设计。在国外来说,这几年包括下颌骨和颧骨,在口腔方面也得到了极大的发展,人工关节方面无论是国内和国外都取得比较大的进步。

在金属植入体方面,多孔植入的优势有很多,因为在人体上如果涉及多孔,金属的比重显然比人体的比重要大得多,所以我们希望能够通过设计来达到优化结构,使它的比重跟人体结构一样,这是第一;第二多孔机构人体还有细胞和血管能够长进来,所以它能够更好地适应人体的一些结构。这是丹麦科技大学在骨方面进行分析、优化以后设计出来的。这是英国的一个团队做的植入分析,我们与他们也有一些合作,这么大的一块金属捧起来非常地轻,这样就使人体结构能够跟金属的多孔结构相一致。国家上半年也批了包括卢秉恒院士团队个性化下颌骨假体,另外国家10个重点支持方向里面有3D打印的大概4到5个。相信3D打印在医疗方面的应用又会迎来一个更大的发展阶段。下一步我们会在骨缺损髋修、骨肿瘤缺损替代物、植入物方面又会有几家公司有产品出来。

当然了,也存在一些问题,比如说经过激光烧结以后,钛合金相融性的问题,还有植入以后,因为有多孔结构,微结构的断裂以及金属粒子的问题等等,还有不同个体的固定刚度、需求差异性等等,这里面还有不少的公司和研究机构正在做,我也希望跟各位一块来解决这些问题,包括短期的和长期的生物力学的骨变性,因为放到人体里面不是一年、两年,如果几十年以后它的生物力学稳定性怎么样,临床推广方面就存在个性化设计,时间比较长,成本比较高,性价比存在一定的疑问,金属打印的设备还有钛合金的,粉末比较昂贵,一直以来都严重依赖于进口,希望我们这里的公司或者国内的公司、研究机构能够有一些新的发展。另外,植入的三类医疗器械注册都比较长,当然这个问题已经慢慢解决了。

其他在医学方面的应用包括模型应用,我们大学有11个附属医院,有五六个附属医院都正在用一些模型来辅助诊断或者治疗,比如骨修复的、颅脑肿瘤的、模型的治疗、肿瘤的判断,另外还有整形外科术前术后的评价,以及医师的培训。我们团队通过CAD技术打印出来耳朵缺损的部分,然后来进行修复。另外一个团队也在做鼻整形方面的设计。

在细胞方面的打印也已经有很多的进展,在国外包括哈弗大学、瑞典理工大学、日本京都大学、法国波莱亚大学。在国内方面,成都蓝光英诺发展得非常快,这是蓝光英诺和剑桥大学合作的项目,在细胞打印方面取得了长足发展。另外国内的徐铭恩教授也取得了很好的成绩,徐铭恩教授去年也获得了国家重大研发计划的项目。在脑模方面的3D打印,徐教授的团队也取得很好的成绩。

南方医科大学有一个医学3D打印团队,钟世镇院士在这个领域一直从事解剖与3D打印的研究,本来也在这个这个团队面担任一些骨干,依托国家重点学科和国家重点培育学科、国家虚拟实验室来建立3D打印研究所,例如在植入物方面的研究、假体、临床应用、锥体应用、下颌骨修复、耳朵修复、种植牙制作,尤其在3D打印的模型来指导全指再造,我们利用3D打印技术来精心设计,最后我们的团队能够把这个手指制作成功,非常地漂亮,它的功能以及外形都非常地好。我们经过非常精心的设计,从别的位置移过来手指,这不是变魔术,而是真的在临床当中做到这么漂亮的手指,它的功能和外形也非常地好。

我们整个团队在生物材料和组织工程方面也做了一些研究。利用镁合金来制作一些材料。利用也在康复肢具方面通过设计来制作康复肢具。南方地区如果说骨折了以后,打这个石膏,石膏又笨重又不透气,我们设计的这个康复肢具现在临床已经应用了,无论医生还是病人都非常欢迎。这些都是我们临床应用的实例,在脊柱测弯方面的康复肢具也运用得非常好,也欢迎相关公司和我们合作。去年我们整个团队专门推出的平台包括检测、设计、临床应用、推广、培训都已经比较成熟。前年6月份在上海第四届3D打印技术产业大会,两年以后我们又在广东举办,受到国家领导人和全国人大副委员长的鼓励,他也到我们那里参观,美国驻广州领事馆的领事,尤其3D打印在手指再造方面的应用非常感兴趣,专程到我们学校拜访,希望能够得到大的推广。这是我们3D打印各团队,我希望在这里与大家分享,也希望能够与大家合作,把3D打印在医学方面的应用推到一个新的台阶。

谢谢!

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