黃文華：醫(yī)學3D打印技術平臺的建立及應用

2019年9月19-21日，IAME中國（西安）國際3D打印博覽會暨高峰論壇在西安高新國際會議中心舉辦。2019IAME旨在搭建增材制造（3D打�。┛萍紕�(chuàng)新的開放合作共享交流平臺，匯聚全球頂尖的增材制造（3D打�。╊I域成果及人才，促進行業(yè)各環(huán)節(jié)、產業(yè)鏈的銜接融合，在“增材制造技術與生物醫(yī)療論壇”上，南方醫(yī)科大學教授黃文華做了主題是《醫(yī)學3D打印技術平臺的建立及應用》的報告。

醫(yī)學3D打印技術平臺的建立及應用

南極熊根據現場速記整理的內容：

3D打印平臺的建立和應用，總結起來大致有幾個方面，首先是模型的打印，模型打印有教學模型、病理模型，打印后有支具的生產和外科導板，我們要進行金屬打印和組織工程支架和組織器官打印，我們希望缺了一個器官就能打印出來一個器官，希望最后發(fā)展到細胞組織方面的打印。

無論是國家層面還是各個省的層面，都下了很大的力度來支持3D打印。一些人說3D打印是第三次工業(yè)革命的核心技術之一，在很多領域都得到了很好的應用，包括飛行器、汽車等方面，在醫(yī)療領域里面占了15%。它有很多的優(yōu)勢，比如復雜結構的制造，包括高度的解剖匹配，實現個性化的定制，所以它具有強大的醫(yī)療產業(yè)的推動效應，也吸引了這么多的企業(yè)來投資。在醫(yī)學方面的應用有很多的優(yōu)勢，比如可以打印出來的模型做手術的規(guī)劃，實現精準醫(yī)，還可以進行術前的模擬訓練及臨床教學，實現醫(yī)患溝通，解決信息不對稱的問題，還有一些疑難病例可以打印下來永久的保存。

△3D打印盆骨脊柱模型

背景
醫(yī)學3D打印是一個技術群，需要多學科跨領域的合作。在醫(yī)學方面的應用主要涉及到人體結構，剛才裴院長說到了數字醫(yī)學、數字骨科，因為要進行圖像的處理、分割、重建等，都涉及到數字醫(yī)學方面的知識。植入到人體里面去或者有一些固定的結構，力學的性質很重要。有一些地方放進去一段時間可能裂了，或者就不行了，所以力學的性質也很重要，還有組織工程。最后要打印細胞，植入到人體，組織工程的是非常非常重要的。

南方醫(yī)科大學國家重點學科整體圍繞臨床應用進行研究，臨床應用解剖學研究，醫(yī)學生物力學研究，數字醫(yī)學與3D打印新技術和組織工程研究，鐘院士大家都比較熟悉，他每天都在工作，對解剖方面的人體結構，大家看到這些標本或者工藝品，對臨床非常有必要的教育模型也好，很多做3D打印的企業(yè)，如果你能夠把這些打印出來，有很多效益點在里面。這是我們做的人體，最后能夠做到這樣，有很多這樣的圖片我就不一一展示了。包括心臟的部分，還有骨盆和血管之間的關系，歡迎大家有機會到我們南方醫(yī)科大學參觀指導，我們有世界三大人體博物館之一，在鑄型標本方面確實是世界第一。在生物力學方面我們有了很久的積累，比如《嚴重性寰樞推脫位合并四肢癱新術式研究》，我們也取得了一系列的科技成果。這是數字醫(yī)學方面的積累，包括組織工程的積累。

△南方醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院3D打印人工椎體植入手術

應用
這種情況下我們建立了3D打印技術研究所，我們在1999年就開始做，那時候還不叫3D打印，叫做快速成型。我們現在成立了3D打印技術研究所，有116臺3D打印機，最先進的設備我們都有，有很多的博士后，跟各個方面的合作，這個平臺從檢測、設計到研發(fā)、到臨床應用、到推廣、到培訓，做了一系列的工作。這是我們做出來的一些，像剛才那么漂亮的標本，那個標本做的時候有一個新鮮的尸體來灌注，最后形成的，而現在顯然不可能再有這樣的過程，再有那么新鮮的尸體。現在利用3D打印的方法打印出來標本用在教學上面是很多的，這是我們面對學生的教學，還有術前的規(guī)劃，我們在國家自然基金的支持下，做了3D打印的一些手術規(guī)劃，這些大家平時涉及到的比較多。


2013年2月13日，國家中央電視臺新聞聯播專門報道了南方醫(yī)科大學3D打印跟腹腔鏡技術結合做的手術。還有拇指再造，我們經過非常精細的一些設計，迅速的采集，包括3D打印，包括手術的規(guī)劃，輔助醫(yī)生做好沒有手指造出一個手指出來。真正是在3D打印技術的輔助之下做出來了，我要申明一下，我們打印出來的手指不是接上去，是用輔助的方法來設計手術，而不是打印手指接上去，這個問題還是沒有解決的�，F在有一些報紙和記者問你怎么接上去的，怎么打印出來的手指，不是這樣的，這些是從身上別的地方取一個共體來進行的，所以3D打印在臨床上應用有很多的優(yōu)勢。

△3D打印人工椎體

我們在廣東省省科技計劃指導下，也建立了支持中心，做了一些示范基地，在矯形器的設計方面做了一些工作。利用3D打印設計一個適合自己的又透氣又輕便的還可以活動的，這些器械已經在臨床上得以應用。像這些都是打印出來的一些假體的應用，在2017年團隊也獲得了國家的重大研發(fā)計劃，做了一些功能方面的研究，現在這方面的研究進展很快。多孔結構的一些植入物具有很多的優(yōu)勢，目前在生物材料的研究，無論是合成還是檢測都做了很多研究。在血管的打印和神經的打印方面做了一些前瞻性的探討。

我們在3D打印的輔助之下做的手術，我們從設計到手術的錄入，在醫(yī)療方面的成果很多，也獲得了很多的專利。3D打印在幾個雜志中都有專欄，因為作為一個新的技術，醫(yī)學3D打印做完以后不知道發(fā)到哪里去，開辟了幾個專欄，同時跟很多基層3D打印有合作，建立了3D打印協會，參與了劉部長組織的一些標準制定，也承接了人社部對技術人才的一些培訓，要求副高以上，每個班70個人，意味著每個省分一到兩個指標。我們正在跟人社部說能不能擴大招生指標，或者多一點，包括住宿和吃飯都是由人社部掏錢。我們也辦了不同的班，還要注意很多媒體的報告，像“打出真正的骨頭”，真是語出驚人。這是我們在整形方面，韓國駐華大使專門介紹了韓國醫(yī)藥和我們的合作。

在生物打印方面，其實這是非常復雜的，我們打印血管，植入到人體免疫的問題怎么解決，植入到人體很快會被免疫系統(tǒng)攻擊，還有血管打印出來要舒張收縮，才能有它的功能。所以生物力學性質怎么來解決，到底要到用到什么時候，如果三天就要換一個血管顯然是不科學的，我們怎么辦？我們有一個想法，把自己的干細胞取出來以后，分化成內壁細胞，使最后這個細胞打印出來的組織是自身的組織，就解決了一個免疫的問題。整個的架構為醫(yī)學的整個服務也獲得了不少的獎，這是博物館里面的一個部分展廳，專門是3D打印，將來為臨床和教學、產業(yè)服務。

最后我希望以后有很多的合作，也希望這個平臺成為各位同行的舞臺，謝謝大家！