浅析医疗3D打印的前景与困境
点击量 ：614 发布时间：2017-02-14 作者：恒行娱乐（上海）增材制造技术有限公司
根据 ResearchandMarkets 近日发布的《全球 3D 打印材料市场分析与预测（2016年-2022年）》报告中指出，在 2022 年，全球 3D 打印材料市场将达到 15.2 亿美元 ，牙科和医疗产业成为了重要的助推动力 。
而就在最近，3D 打印与医疗领域的结合又进了一步。
上海交通大学医学院附属仁济医院南院泌尿科上周霸占了医学界头条，它在全球首次成功应用了 3D 打印技术治疗泌尿疾病。
以本次全球首例的 3D 打印泌尿疾病来说，该手术原本是一种骶神经刺激器植入术，属于一种新式微创治疗手段，也就是在臀部植入一款小型的可程控设备，通过远程外部设备另行控制 ，使大小便失禁患者的症状得到治疗 。该设备包括了脉冲发生器，电极及连接两者的导线，在临床上已经被普遍应用。
据向相关医师了解，这类手术虽然是微创技术 ，已经比更传统的技术有了很大进步 ，但依然存在着一些问题。“由于人的骶孔非常狭小，如果采用术中穿刺植入电极，不仅难度极高，需要花费数小时的时间，而且医生和患者可能还会有辐射风险。”
根据泌尿科副主任医师吕坚伟的介绍，本次手术采用的 3D 打印技术可以精确模拟实物 ，并充分了解患者的骶神经和骶孔的解剖特点 ，便于为医师研究设计植入方案。而这一科技只需要将定制的3D模型和电极在预留的点进行穿刺植入即可完成，时长也缩短到了 5 分钟内 。
这无疑是精准医疗的坚实一步，据介绍 ，医院目前正在为该技术申请国家专利 。“随着人们对精准医学和快速康复医学的要求，3D打印技术应用必将越来越广泛 ，成为医疗领域发展的热点之一。”泌尿科主任薛蔚如是说 。
医疗和3D打印的三种可能
实际上， 3D 打印早在上世纪 90 年代就已诞生 ，而近几年创客文化的风靡 ，更让这一行业饱受关注。3D 打印的应用领域非常广泛，从工业级到消费级不一而足，环顾目前市场，它与医疗的结合则“由浅入深 ，由易到难” ，包含了以下三个方面 。
首先是外部设备 ，这也是3D打印在医疗领域里的最初应用领域 ，主要起到的是“辅助”（assistive）的作用。比如 3D 模型，康复辅助工具等。
此类应用相对实施难度较小，普适性也强，如公益组织 e-NABLE 就为残疾儿童以低廉的价格制作义肢，成本只需 100 美元左右。又如中南大学湘雅医院在去年成功利用 3D 技术辅助外科医生进行手术，但这一过程只是在术前进行3D可视化技术建模 ，并利用3D打印模型进行手术规划，实际上依然属于辅助手术的一种手段 ，处于3D打印的初级阶段。
其次是植入物 ，最常见的应用应该是牙科和骨科 ，但现在也开始应用到人体内部 。
据了解，仁济南院其实在去年就使用3D打印成功实施左心耳封堵手术 。这一手术同样属于微创手术 ，用于降低房颤患者由血栓栓塞引发长期残疾或死亡的风险。而目前经过临床验证并成功引入国内医院的治疗方案为 WATCHMAN 封堵器，但左心耳的形状因人而异，在植入时需要对患者的左心耳的形态非常了解。在该手术中 ，医生通过患者左心耳 CT 的精细扫描图像 ，利用 3D 打印机将左心耳制作出封堵器模型 ，制定出个性化的手术方案。
3D 打印在医学应用的第三阶段是生物打印，利用身体组织溶液，采用喷墨技术直接打印器官 ，比如血管、神经和皮肤等。这一生物工程应用处于研发阶段，尚未真正运用于临床领域。
此外也有一些研究运用3D 生物打印技术，辅助医生评估新药物的疗效，打印出来的组织能够实时监测不同器官的药物交互反应，以加快迭代速度 。
推广的三大难点
虽然仁济医院成功地在去年实施了3D打印手术，但在一年多后也并没有得到大规模的推广。根据 3D 打印机厂商 FormLab CEO 陈亮宏的介绍 ，在医院顺利应用 3D 打印进行手术 ，面临的难点有三个。
首先是设备技术尚未成熟 ，3D 打印设备要获得引进医院的资质，一在产品精度上要有所保障，二是需要经历繁琐的审核流程。
医疗领域容不得一丝差错，而目前 3D 打印技术的成熟度还不够完善，精细度能达到手术级别的 3D 打印厂商更是少之又少。而通过 ISO 申请的过程少则一年，多则数年，繁琐的政策审核流程无疑让技术的普及应用带来了滞后。
以 FormLab 旗下的牙科材料 Dental SG 树脂为例，为了防止产品产生排异性 ，3D打印材料需要通过 ISO 的质量体系认证，确保产品的生物相容性后方可使用。齿科材料尚且如此，更不要论植入体内的3D打印材料了 。
其次是医生的教育培训系统有待完善 。“目前对3D打印的手术培训还比较少，要得到大规模的传播和应用，离不开医生的专业教学，现在医院的 3D 打印技术还处于一种早期探讨的状态。”
诚然 ，姜还是老的辣，但富有经验的医生已经形成了自己的手术习惯 ，要让他们接受相关的3D打印技术相对难度较大，而相对更有挑战和创新精神的年轻人则尚不具备主刀的尝试能力 ，这也给3D打印相关技术的推广带来困难。
而究其背后的原因，主要在于目前 3D 打印厂商还没有和医院形成联动，一同规范手术操作标准流程 ，研发培训内容。对 3D 打印的手术方案研发仅停留于单个科室的“单打独斗” ，未能形成良性循环。
第三个问题在于要实现医疗领域的商业化 ，3D打印的闭环尚未形成。要引进医用的 3D 打印机同样会带来一笔不菲的开支 ，医院是否有开放的心态愿意进行尝试 ，同样也要面对资金的考验和观念的洗礼。再者对于患者而言 ，传统的保守疗法也已经比较成熟。新式手术由于定制化的特点，成本较高且收费昂贵，也给它的推广带来了阻碍。如何将医生、患者和 3D 打印方案提供商以三方都能开放接纳的方式串联起来，也是未来医院需要面对的重要议题。
SmarTech Markets 发布的一份相关报告指出 ，医疗市场将占据 3D 打印近 37% 的产业比例 ，但目前在行业认识 、原料成本、材料兼容性及行业支持上依然存在阻力 ，使得目前 3D 打印的医疗应用还只是见诸于报端的一些新鲜资讯。如果仁济医院的成功案例不再成为医疗界头条 ，想必到那时 ，3D 打印才会成为医疗领域的普遍治疗手段。
