October 6 University教授Mahmoud：英國和埃及3D打印技術發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

來源： SAMA國際論壇

2019年8月16日，由上海市經濟和信息化委員會指導，上海市增材制造協(xié)會主辦的第四屆SAMA國際論壇暨2019一帶一路3D打印與智能制造年會在上海盛大開幕。來自中國、美國、英國、法國、德國、韓國、新加坡、以色列、瑞典、埃及、印度、捷克等不同國家和地區(qū)的近百位全球頂級專家、行業(yè)領袖以及800余位企業(yè)代表蒞臨大會，探討智能制造和3D打印行業(yè)發(fā)展，展示和交流智能制造和3D打印技術在航空航天、生物醫(yī)療、汽車、模具、文創(chuàng)、影視及消費品等領域的應用。

埃及October 6 University教授Mahmoud Hafez應邀出席并做主旨報告。

我在英國和埃及兩個國家都在工作，跟大家講講現(xiàn)在醫(yī)學應用現(xiàn)狀和未來趨勢。首先跟大家講一講兩個國家在醫(yī)學領域應用的一般情況。英國在歐洲具有強大的經濟，埃及在非洲是發(fā)展很快的經濟國家，所以這是一個總體的背景。兩個國家的衛(wèi)生局是不一樣的，在英國我們有NHS，健康衛(wèi)生部是在二十世紀四十年代所建立的，在現(xiàn)在它主要的使命和工作是為英國的人民提供完整的醫(yī)學的保險。在埃及是不一樣的，在英國私人的衛(wèi)生領域參與度是很小的10%，但是在埃及跟它比起來，首先不會為所有的人口來提供衛(wèi)生的服務，并沒有衛(wèi)生部。在埃及私營領域提供醫(yī)療保險，所以在埃及主要是私營領域來參與，在埃及患者有許多人是買不起醫(yī)療保險，主要是因為埃及的衛(wèi)生部所提供的質量并不是很好。

    另外一個差別是決定是否使用3D或者其他技術的部門是不一樣的。在英國有許多的協(xié)會，比如說他們有國家臨床技術研究所會去頒發(fā)相應的指南，規(guī)定哪些技術可以使用，哪些技術是不能使用的。同時還有一些醫(yī)療的協(xié)會，比如說BMA等等，這樣的協(xié)會都會出版相應的指南，這些指南會知道我們的醫(yī)生哪些技術可以使用，哪些技術是不可以使用。所以是由NHS決定的，并且我們也知道這些醫(yī)院有醫(yī)院的理事會和董事會，董事會也會對一些事情有決定權。但是跟它相比較在埃及我們看到高費用的服務和低費用的服務之間的差距還是比較大的，我們也知道對于私營領域來說一般是由利益驅動的。所以我們的患者要挑選自己能夠負擔得起的服務，決定可以由外科醫(yī)師來決定。除非衛(wèi)生部想要作出相應的服務。

    關于現(xiàn)在的狀況，在英國由于國家衛(wèi)生部所做的是否使用技術的決定可以達成全國范圍內的統(tǒng)一性，并且在英國主要的目標是安全和成本高效。主要決定的因素產品是否是安全產品，它是否非常的經濟。因此所有的技術并不會非常容易就被采納，除非能夠去符合這兩個目標。在埃及則是不一樣的，埃及可能領先英國使用一些新的技術。因為埃及不斷在搜索搜尋新的技術，這和英國是不一樣的。

   

因為在醫(yī)學的領域它和工程師不一樣的，在醫(yī)學如果有新的技術，這個技術是可以應用的，或者是非常容易就可以去使用的話，并不意味著這樣的技術就一定能夠在醫(yī)學領域使用，因為我們知道醫(yī)療最重要的就是安全。比如說做手術我們可以用機器人來進行手術，比如說可以去進行髖關節(jié)的置換，但是如果很貴的話要花100萬美金，或者做的并不能夠像外科醫(yī)生做的一樣好，那可能就不能使用。另外一方面機器人用它進行手術如果有一些風險我們也不會不用它。因此我們必須要夠現(xiàn)實，這和工程師，醫(yī)學的醫(yī)生對于3D打印感到非常激動，他們覺得可以打印一些器官，比如說心臟，可以解決所有醫(yī)學目標，但是這不現(xiàn)實。我們必須要在真正的實際的實踐，也可以真的使用的，以及哪些我們的夢想，我們的理念，思想要區(qū)分開來。同時我們要區(qū)分出哪些是可以應用的，有一些在實驗室當中可以操作，但是在實際的使用當中是不可以的，另外我們要區(qū)分開哪些是有用哪些是沒有用的，使用機器人或者其他的一些3D材料還有成本高效，必須要反復問自己一個問題，這樣新的技術你要去了解新的技術的成本和花費，是否能夠大范圍使用。

   

3D打印的應用有不同的程度，有一些3D打印可以作為標準的應用�？梢越鉀Q某一個疾病，可以作為LG使用，我們會去看是不是能夠廣泛普遍使用，有一些3D打印可以作為選擇性模式，其他的治療方法可以作為傳統(tǒng)的，3D可以作為替代性偶爾使用的治療方法。另外我們可以在實驗室的實驗去使用，比如說有一些在患者身上應用沒有取得FDA或者其他認證，他們還是需要進行更多的實驗。我們要進行更多的研究，了解一下最終的結果，了解是否能夠獲得相應的認證。還有在實驗中使用，在實驗室中或者在動物身上進行實驗。還有一些其他3D打印的應用，比如說創(chuàng)新性、創(chuàng)造性的應用，但是還沒有真正的使用，有點像未來主義。所以我們在舉例一些標準化，比如說教育，我們并不會對患者進行真的使用3D打印，但是我們在教育過程中培育一些新的年輕醫(yī)生的時候可以使用3D打印解剖模型，我們就可以使用3D打印出的模型培訓醫(yī)生實際的操作，比如說在口腔當中可以去使用。在口腔科當中3D打印的模型是作為常規(guī)的模型，我們還可以使用上頜面使用或者外科整形科使用，或者取病學神經手術神經外科等等，我們可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都是在規(guī)劃下，也就是說你只是在規(guī)劃使用，在規(guī)劃一個手術的時候，我們會獲得CTMRI的影象幫助醫(yī)生來進行規(guī)劃。我們就可以用3D打印出模型，并不是在手術的實施過程中使用的，而是在手術前幫助我們來進行手術的計劃。比如說在這里一個上頜面的模型，因為在上頜面的應用在未來可以作為常規(guī)的應用，另外一個比如說我自己，90%我做的手術都會使用3D打印進行規(guī)劃，明天我也會做更加詳細的演講，在明天的論壇當中。我們會把它作為指導進行放射治療，或者在疾病學當中去使用。因為腫瘤非常復雜，我們可以用3D打印模型進行規(guī)劃，這是非常有用的實踐應用。

對于剛才我講到的這些應用的場景，在英國也是有所使用的，他們在埃及也是有所使用的，所有的私人醫(yī)院或者公立醫(yī)院都會使用。在發(fā)展中的國家可能有一些零部件或者是機械機器，或者是非常小的醫(yī)療的設備儀器，如果說你要進口比較困難，或者是因為花費非常高，你不太能夠去購買，我們就可以使用。在這里顯示出經常使用的3D打印，因為花費相對來說比較少。這是我想跟大家解釋，為了解釋不同程度的使用情況，想讓大家更好的了解一下現(xiàn)在有哪些應用場景。比如說假肢，經常會使用3D打印。英國和埃及兩個國家都是使用的。這是另外一個替代性的治療，比如說在這里是破碎的顱骨，我們可以用定制的3D打印的鈦替代物。在中國我知道也有所使用，在埃及也使用，但是使用非常有限。但是在英國使用的比較多這項技術。早期的應用比如說在心臟學當中有一個CT TAVI，他們有一個軟件會用3D打印，比如說會用它來打印出主動脈膜。患者主動脈膜功能有缺陷，我們就可以使用這樣的技術。你可以經過血管進入心臟，進入心臟的瓣膜，你就可以用3D打印進行實驗，或者是使用3D打印出的模具看一下是否契合患者，或者僅僅是用3D打印進行計劃規(guī)劃完成非常困難的任務。因為這個任務非常困難，我們會使用軟件進行規(guī)劃避免使用和我們患者不契合的瓣膜。我們用3D打印就能夠幫助我們進行手術。我在英國的醫(yī)院就會有所使用，但是現(xiàn)在埃及還沒有使用，在美國已經使用幾年，最近剛剛在英國開始使用，但是在埃及還沒有使用，因為埃及很貴。

這也是我們3D打印的應用，心臟的瓣膜，3D打印可以預測心臟瓣膜旁漏具體的位置，并且旁漏的大小。我們在圣地亞哥有專門的測試預測心臟的瓣膜旁漏。這也是我們做的實驗，這個實驗在埃及沒有做，即便在英國目前還是沒有的。在埃及沒有，在英國也是沒有的，目前依然還在我們的實驗階段，目前沒有能夠具體成型。用3D打印可以把皮膚直接打印在你燒傷的傷口上，從而彌補你的皮膚。掃描傷口產生大小相似感覺的連接皮膚層，把它掃描你就知道你的皮膚大小，產生大小相似的皮膚層，從而來覆蓋原來的皮膚，填充皮膚傷口上缺失的皮膚層，這個技術是很有前景的技術，特別會有一些皮膚燒傷的受害者，他們需要皮膚的重生。因為每年的皮膚受害者還是會很多，對此來說應用前景是很大的。從未來的視角來看，3D技術也可以充分利用未來的科技，當然這是未來的，不是屬于現(xiàn)在的，我想可能幾年之后也許就可以成形的。比方說再十年左右，我們可能打印出真正的固體器官，比方說人的肝臟、心臟，你的腎或者你器官的一部分，直接來進行應用，這個前景還是非常好的。但是不是現(xiàn)在而是未來，未來除了能夠打印出真正器官之后問題也會來，比方說會不會出現(xiàn)買賣器官的情況，這種倫理問題是需要我們注意的。

我是一個研究人員，就是做這方面的研究和實驗，同時我也在學術圈當中有一定的影響力。這是在英國卡迪夫大學和兩位教授一起合作，一位是做整形外科，還有一位是做工程的。我們一起共同指導3D打印方面的博士研究生，比方說運動員受傷的時候，或者腿部有一些曲折的時候，對于運動員來說我們研發(fā)3D打印技術幫助運動員可以更加精準置換運動員需要置換的損害的關節(jié)的方面，會做骨外科就是整形外科。同時還會做其他的一些應用，我們可以用一些新材料，比方說做膝關節(jié)的置換術，用3D打印比現(xiàn)在所用的更為便宜，相對來說性價比更高，這是我們所做的3D打印合作項目。在卡迪夫大學我們有很好的儀器設備，有相應的機器，同時也有一些大的機器，包括SLS和SLA大的機器在卡迪夫大學保證研究。

這是另外一所大學，在伯明罕大學做的增材制造，我們在伯明罕大學，大家看中間的圖片，這是我們小型的激光機器，主要是用作空間應用，所以3D打印能夠在小型的空間中用起來。幻燈片的右側是精準化醫(yī)療設備中心，在伯明罕大學和一家公司做跨學科研究開拓增材制造的潛力，主要用在醫(yī)療器械方面解決未來疑難雜癥問題創(chuàng)造全新的合作，從而提升人們的生活質量，這就是我的一些工作，既是研究也是應用。這是在2015年發(fā)表的一系列論文，我們做的3D打印醫(yī)療應用，從2004年開始有一個3D打印的工作就開始做了，講的是埃及中央冶金研究所的工作，我與研究所的合作是從2008年開始的。這是目前在埃及使用MRP，包括具體的執(zhí)行，數(shù)字基本上出現(xiàn)比較大的增長，甚至數(shù)幾倍的增長。這是我們3D打印在埃及的運用，3D打印有很多的運用，特別是在醫(yī)學的植入方面的應用，埃及曾經在2011年發(fā)生了很多暴力事件，那時候患者有骨折，3D打印就會發(fā)揮很多的作用，能夠有金屬植入物的應用，包括上頜和下頜假體。下面是我們一些研究方面的工作，做的是生物相容性的材料，用于關節(jié)置換手術，這是明天也會要講的用的全關節(jié)置換術，我們去掃描你的關節(jié)。這是另外的幻燈片，做關節(jié)置換術需要300片完成關節(jié)置換術，現(xiàn)在可能需要兩片。以前是72個步驟，要鉆孔等等。而我們用3D打印就不需要這么多步驟，不會產生太多的創(chuàng)傷。從而減少創(chuàng)傷性的影響，原來需要400個置換，現(xiàn)在我們能夠實現(xiàn)更好的效果，在我們所完成400例當中沒有一例后來因為復發(fā)而出現(xiàn)死亡，也不會有后續(xù)太多的復發(fā)或者綜合癥。