3D打印技術正開始走入我們的生活。從用白色樹脂制作快速模型，到用混合材料打印出各色可以直接使用的物品，3D打印技術即將讓我們的生產生活方式發(fā)生巨大改變。在一些醫(yī)院中，3D打印已經造福于患者，讓他們的手術更加簡便和成功。
3D打印，如何打出無限生機？請看本報記者從上海發(fā)回的報道。
打出你的個性模型
記者來到上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院，采訪3D打印技術在該院的應用。3D打印機不是打印文字、圖片的“二維”打印機模樣，而是一個單門冰箱一樣的“柜子”，記者透過“柜門”上的玻璃觀察窗，看到打印頭正在來回運動，不斷噴出一條細細的塑料絲，不一會兒，就露出了模型上一道清晰的白邊。
整復外科的俞哲元醫(yī)生簡單介紹過這臺3D打印機后又加了一句：“像這樣的3D打印機可能很快就會被淘汰。”記者了解到，平時，九院整復外科、骨科、口腔科、眼科的醫(yī)生都用這樣的3D打印機打印模型，幫助患者修復顱骨缺損、修整下巴、墊高鼻子、重塑顴骨和設計各種頭面部手術操作。
3D打印技術又叫快速成型技術，指根據計算機輔助設計（CAD）模型逐層完成實體模型的制造技術。俞哲元向記者展示了一組“快速成型技術在整形外科的臨床應用”的圖片，記者在這里看到許多不幸的面孔，先天畸形、外傷和腫瘤使他們遭受生理和心理雙重折磨。3D打印技術的臨床應用，給他們帶來了過上普通人生活的希望。
俞哲元不時拿來一些以前3D打印的白色塑料模型，都是人臉部、頭部需要整復的“零部件”。他說，這樣的個性化三維模型優(yōu)勢就是提高臨床診斷和治療水平。
記者看到兩張頭面部血管瘤患者的頭骨模型照片，白色模型上紅色血管瘤纖毫畢現(xiàn)，醫(yī)生在手術前就能對瘤體分布了如指掌，手術中模型還起到了導航作用。
整復外科的不少病人都需要植入個性化假體，3D打印能讓不規(guī)則的植入體制作得嚴絲合縫，俞哲元將這一過程稱為“虛擬制造與實體制造的結合”：CT掃描獲取患者影像數(shù)據，計算機輔助三維影像重建，量化評估臨床需求分析，計算機輔助三維植入體設計，快速成型輸出，植入體模塊實體驗證，EH復合人工骨翻模成型，最后應用于臨床手術。
記者還看到一組3D打印翻制的植入體設計臨床應用照片：
小伙子車禍后左側顱骨缺損了巴掌大一塊，醫(yī)生利用車禍留下的傷疤，放入3D打印設計的植入體，顱骨修復如初。
另一個小伙子患右側半面短小癥，3D打印翻制的植入體“撐開”了短小一側的臉頰，術后6個月，他成了帥小伙。
俞哲元拿來一些白色“小零碎”，有為數(shù)字化輪廓整形手術設計的模型，也有手術后從患者臉部取下的真人骨頭碎片。
女孩下頜角肥大，要做口內切口下頜角整形術，術前她看了模擬圖，切下的骨頭與設計的模型一樣，她開心極了。
一個男孩雙眼瞪得像銅鈴一樣大，需要做面中部牽引手術。3D打印模型為牽引手術實現(xiàn)了精確設計，令他恢復如正常人一般，同患此病的媽媽也來做了手術。
“被上帝吻過的孩子”先天性唇腭裂，醫(yī)生從孩子出生后就設計制作了塑料導引板，讓孩子每周換一個，3個月后豁口變小，手術效果更上一層樓。
為外科手術精確導航
記者在九院聽到許多關于3D打印技術應用的故事。
口腔修復科博士后顧曉宇所在的團隊開發(fā)出了一套高度集成的具有臨床應用價值的顏面缺損數(shù)字化贗復診療系統(tǒng)，在3D打印技術的幫助下，大大提高了顏面缺損修復效率與精確性。目前，該技術已在國內能夠進行顏面缺損贗復診療的9家3甲醫(yī)院臨床應用，取得了良好的社會效益。
60歲的男性崔某某鼻部惡性腫瘤全鼻切除，醫(yī)生先CT掃描，獲得三維數(shù)字模型后進行配準融合操作，得到設計模型，再從數(shù)據庫中選出合適的鼻外形數(shù)據，患者認可后作為設計依據。經一系列復雜設計，3D打印翻制出模型，染色、裝膠、加溫固化，患者戴上硅橡膠材料“新鼻”，十分滿意。
“先天性小耳畸形癥”通常的手術方式是用病人一段肋骨軟骨再造一只健全的耳朵。耳再造專家張如鴻教授為雕琢出一只堪稱完美的耳朵，以往要在手術室忙6個小時?，F(xiàn)在3D打印先“拷貝”好健耳模型，手術中軟骨雕塑有“實物”參照，不僅全耳再造手術縮短至2小時，“新耳”和另一側健耳還如出一轍。
骨盆腫瘤手術是骨科領域難度很高的一項手術，要求速度快、下刀準，切除干凈，骨盆切割線的位置要求十分精準。醫(yī)生會在術前用3D打印出一個患者的模型骨盆，骨盆上的拼接縫清晰可辨，那是醫(yī)生手術下刀的切割線。中國工程院院士、九院骨科教授戴尅戎說：“3D打印的骨盆原型帶給醫(yī)生充分的手術設計輔助。”
一個小伙子車禍造成分隔腦與眼部的眶上壁骨骼斷得粉碎，眼眶下壁也掉到了上頜竇內。上海交通大學機械學院3D打印了兩個白色頭骨模型，眼科醫(yī)生比照左眼眶垮塌的模型對斷骨截骨、復位和固定，又比照完好的模型截取、彎曲和安裝鈦板。5天后，小伙子康復出院。
有了3D打印，患者需要的個性化“零部件”都能定制了。據了解，從2004年就開始研究和使用3D打印機的上海交通大學目前用得最多的是第三代激光快速成型機，打印材料是PSB塑料，能夠為上海大部分三甲醫(yī)院和山東、廣東、江蘇、浙江等地的一些醫(yī)院服務，每年有600多位患者受益。
記者同時了解到，除了PSB塑料的激光快速成型機外，第三代打印機里，還有一種工藝精度更高的液態(tài)光敏樹脂固化快速原型機，以光敏樹脂為原料，在計算機控制下的紫外光、激光按預定設計的軌跡對液態(tài)樹脂逐點掃描，使被掃描區(qū)的樹脂薄層產生光聚合反應，從而形成一個個薄層截面，最終形成立體模型。
在醫(yī)學應用中，光固化成型主要用于制作手術導板。手術中，醫(yī)生切開皮膚、肌肉，暴露手術部位后，如果依然無法對需要切除的患處精確下刀，只需要將模型安放上去，與模型間有一條直線接縫的可拆卸區(qū)域就是手術導板，手術刀沿直線接縫游走，切下導板的同時，也精確切除了患處。
未來具有無限可能
3D打印被很多人視為帶來了第三次工業(yè)革命。但對醫(yī)生們來說，這技術就像是“躲在醫(yī)生身后的手術助手”，如果將來打印出的模型能直接用于病人體內，那必將帶來醫(yī)療界的“革命”。
前幾代3D打印只能打印紙質、塑料模型，打印時間長，打印成本高，打印過程中還會產生污染，不夠環(huán)保，這就是俞哲元所指出的，這樣的3D打印機會不斷推陳出新的原因。
即便還有諸多不完善之處，但醫(yī)生們依然十分感謝3D打印這位“手術助手”。眼見為實的模型可以幫助醫(yī)生設計高難手術，進行術前模擬，術中導航，在一些視野受限的手術中，能快速找到患處，精準放入植入體，將手術風險降至最低。這樣的3D打印在上海多家醫(yī)院已成為高難手術前的常規(guī)操作，降低了高難手術的難度和風險。#p#分頁標題#e#
此外，與患者的溝通變得很直觀，患者目前狀況、手術會怎樣進行、達到什么效果，都能讓患者知曉，并給予很好配合。特別是關乎患者容顏的頭面部修復手術和美容手術，這樣的溝通尤其重要，經患者認可的3D打印翻制的植入體設計讓患者對術后效果有了直觀的預期，往往在手術完成后他們的滿意度更高，而醫(yī)生也減少了對潛在醫(yī)患糾紛的擔憂。
3D打印還為年輕醫(yī)生壯了膽，手術難度降低，手術導航保駕，使他們經過兩三年培養(yǎng)，就能獨立完成手術。更重要的是，3D打印還帶來了學科交叉、人才培養(yǎng)、配套服務等環(huán)節(jié)的變化，伴隨數(shù)據處理、加工、新材料研發(fā)等領域的推進，抓緊培養(yǎng)醫(yī)科、工科復合型的年輕醫(yī)生，已成為九院等許多大醫(yī)院的共識。
據悉，醫(yī)生們翹首以盼的第四代3D打印機已實現(xiàn)技術突破，打印頭能發(fā)射溫度極高、焦點集中的電子束，迅速融化鈦合金粉，一點一點完成金屬的“堆疊”，最終打印出所需的物件。上海交通大學正計劃從瑞士引進第四代3D打印機，打印出的鈦合金物件有望直接用作骨科材料植入人體。
如果3D打印機的“墨盒”里裝的是塑料，就能打印出一個塑料制品，如果裝上細胞，就能“打印”出一個器官——盡管這還有待于生物材料、干細胞、組織工程等多學科的科技突破，但這樣的前景令人鼓舞。
許多人提出了不同的技術路徑，有的設想先用生物材料打印出“骨架”，再在上面進行干細胞培養(yǎng)，誘導形成組織；有的則設想直接打印生成器官；更大膽的想法，是用打印機直接在人體上打印，連植入都省了。
這聽上去有些瘋狂，但3D打印在醫(yī)學臨床的應用確實日新月異。今年3月，美國維克·弗里斯特再生醫(yī)學研究所所長、外科醫(yī)生安東尼·阿塔拉在演講時，捧出一個3D打印的粉紅色腎臟，全場聽眾起立鼓掌。很快，這個還不具備功能的腎臟被訛傳成是一個可以移植的腎臟。
這是一個寄托了美好希望的訛傳，或許未來某一天，希望真能變成現(xiàn)實，生命也將重現(xiàn)生機。
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