在上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院的骨科診室,一個特別的手術正在進行。
這是一個骨盆腫瘤患者,經過診治后大半個骨盆被切除,面臨殘廢的風險,醫生正在想辦法讓他重新站立行走。
按照以前的辦法,一般是使用制好的“通用型”金屬制品或經過處理的異體骨頭修復骨骼巨大缺損,但匹配度差,效果并不好。
中國工程院院士、該院骨科主任戴尅戎教授介紹,通過3d打印設備,可打印出一個完整的與病人相同的骨盆模型。
由醫師先在模型上進行模擬切除,根據模型的殘缺情況,設計制造出人工半骨盆假體并在模型上進行模擬安裝和修正,模擬安裝成功后,再使用鈦合金打印出真正的骨盆假體。手術切除腫瘤后,植入假體并與殘留骨盆精確連接。
應用市場將超百億
3D打印頂尖咨詢機構Wohlers去年發布的一項報告顯示,2012年3D打印市場(包括全球范圍內所有的產品和服務)年平均增長28.6%(復合年增長率),總產值達到22.04億美元,過去3年(2010-2012年)的年平均增長率為27.4%。2019年3D打印市場規模將達到60億美元。在醫療方面的應用市場份額占15.1%,位居第三位。LuxResearch的分析師預測,3D打印技術在醫療行業將迅速采用,預測2025年該市場達到19億美元,折合人民幣超百億元。
目前醫療行業3D打印技術的應用主要有以下幾方面:一是無需留在體內的醫療器械,包括醫療模型、診療器械、康復輔具、假肢、助聽器、齒科、手術導板等;二是個性化永久植入物,使用鈦合金、鈷鉻鉬合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料通過3D打印骨骼、軟骨、關節、牙齒等產品,通過手術植入人體;三是3D生物打印,即使用含細胞和生長因子的“生物墨水”,結合其他材料層層打印出產品,經體外和體內培育,形成有生理功能的組織結構。這項技術成功后,有望解決全球面臨的移植組織或器官不足的難題。
Stratasys公司是全球3D打印的領先企業,專注于生產用于原型制作和直接制造的多個系列的3D打印機和打印材料,最近還發布了全球首款彩色多材料3D打印機。
該公司大中華區總經理汪祥艮表示,Stratasys的3D打印業務近年迅猛增長,2013年第四季度的非GAAP(非會計準則)總收益較2012年同比增長達61.6%。而今公司已看到3D打印醫療行業的應用優勢以及未來的增長趨勢,并已加大投入,進一步發展該技術在醫療行業的應用。
美國Organovo公司執行副總裁MikeRenard介紹,他們用3D打印技術培養的人體肝臟組織,已經被用于毒理預測學和疾病建模,第一個正式商用發布計劃在2014年底進行,屆時將通過提供首個他們培養的人類肝臟組織樣本,來擴大該技術的推廣。
亟待政策支持
“總體而言,我國的3D打印技術仍處于起步階段!贝鲗∪终J為,要促進3D打印在醫療行業的廣泛應用,一要鼓勵發展擁有自主知識產權的3D打印機和專用配套材料,二是加強計算機輔助設計人才的培養,三是政策上的支持,比如鼓勵使用并推廣這項新技術,同時嚴控質量,包括完善醫療器械監督管理條例,加強行業管理和規范,鼓勵創新和臨床轉化。
汪祥艮表示,目前3D打印在醫學行業面臨的最大挑戰是傳播和教育,新技術的應用需要從傳統技術慢慢過渡并逐步適應,與傳統技術相輔相成,需要人們不斷了解該技術的優勢。因此,希望繼續加大對醫療行業和公眾的宣傳及培訓教育。
而MikeRenard則表示,中國要更好地在醫療行業采用3D打印技術并支持相關產業的發展,需要做到三點:首先,確保對該項技術的控制和知識產權保護;其次,促進國家食品藥品監督管理總局與歐美主要國家政府監管機構之間的合作;三是建立清晰的回報預期,使技術擁有者在將具有經濟可持續性和能為社會和醫保系統產生價值的技術引進到中國后,能夠基于準確的信息來作出決定。