廣東醫(yī)學(xué)3D打印工程中心歐陽(yáng)漢斌：醫(yī)學(xué)3D打印研究平臺(tái)的建設(shè)及應(yīng)用

2020年8月20日-21日，中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展蕪湖（繁昌）高峰論壇暨2020年中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)年會(huì)在安徽蕪湖市舉行，此次年會(huì)由工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心、安徽省經(jīng)濟(jì)和信息化廳、蕪湖市人民政府指導(dǎo)，中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦，繁昌縣人民政府協(xié)辦，南極熊作為支持媒體對(duì)本次會(huì)議進(jìn)行了直播。


在“增材制造與醫(yī)療應(yīng)用推進(jìn)論壇”上，廣東省醫(yī)學(xué)3D打印工程技術(shù)研究中心  歐陽(yáng)漢斌做了《醫(yī)學(xué)3D打印研究平臺(tái)的建設(shè)及應(yīng)用》的演講，下面是現(xiàn)場(chǎng)文字速記。

歐陽(yáng)漢斌：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、同行下午好。受黃院長(zhǎng)的委托，下午我來(lái)跟大家分享一下我們醫(yī)學(xué)3D打印研究平臺(tái)的建設(shè)以及應(yīng)用。我們平臺(tái)的學(xué)術(shù)帶頭人是我們尊敬的鐘世鎮(zhèn)院士，也是我們現(xiàn)代臨床應(yīng)用解剖學(xué)的奠基人，也是我們國(guó)家數(shù)字醫(yī)學(xué)的一個(gè)最早一輩的倡導(dǎo)者，這是我們團(tuán)隊(duì)的黃文華教授，他是我們中國(guó)醫(yī)學(xué)3D打印委員會(huì)的主任委員。

我們依托單位是南方醫(yī)科大學(xué)，我們的醫(yī)學(xué)3D打印實(shí)際上依托的是三個(gè)國(guó)家重點(diǎn)的一個(gè)平臺(tái)，包括我們的人體解剖學(xué)重點(diǎn)學(xué)科還有國(guó)外重點(diǎn)學(xué)科還有國(guó)家級(jí)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。這是我們團(tuán)隊(duì)的平臺(tái)的架構(gòu)。

研究方向我們分三個(gè)，一個(gè)是臨床應(yīng)用解剖學(xué)，以臨床應(yīng)用為導(dǎo)向的解剖研究。還有醫(yī)學(xué)骨科，還有數(shù)字醫(yī)學(xué)3D打印。相對(duì)來(lái)講是一個(gè)基礎(chǔ)和臨床過(guò)渡的階段。鐘院士開(kāi)辟了我們過(guò)程人體解剖學(xué)這門古老的學(xué)科里一個(gè)新的研究領(lǐng)域，就是以臨床應(yīng)用為導(dǎo)向的一個(gè)解剖形態(tài)的理論體系。

這是鐘院士之前做的一個(gè)心冠狀的一個(gè)標(biāo)本，這對(duì)我們臨床科等的數(shù)字方面的設(shè)計(jì)提供了很多理論依據(jù)。包括我們顱腦外科。種種這些管道鑄型的標(biāo)本可以為我們特別是像肝膽外科的腫瘤切除等微創(chuàng)術(shù)達(dá)到一個(gè)腫瘤切除的效果。這是頭顱和面部解剖的標(biāo)本。
△醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)模型打印

在過(guò)去的一系列的研究積累下，我們也建立了享譽(yù)世界的人體解剖博物館，每年吸引很多人來(lái)參觀，標(biāo)本達(dá)到1600多件，實(shí)際上是一個(gè)比較大規(guī)模的人體博物館。這個(gè)博物館也是享譽(yù)世界的，得到了國(guó)外很多學(xué)者的高度的贊譽(yù)。我們世界比較標(biāo)準(zhǔn)的塑化標(biāo)本之父也來(lái)參觀我們的博物館。

通過(guò)基礎(chǔ)的研究，我們跟原來(lái)南方院合作，首創(chuàng)了很多的高難度的技術(shù)。重新再造的手指獲得了比較滿意的術(shù)后康復(fù)。包括四肢的一些救治，這都離不開(kāi)我們解剖學(xué)的基礎(chǔ)理論和研究成果。

在外科領(lǐng)域鐘院士來(lái)提出了一個(gè)世界首創(chuàng)的股前外側(cè)皮瓣，用我們外科醫(yī)生的話來(lái)講，它是一個(gè)比較萬(wàn)能的皮瓣，它手術(shù)的成功率達(dá)到95%以上。陳院士也對(duì)皮瓣高度贊賞。這是國(guó)際權(quán)威的專著提出，這是非常有應(yīng)用價(jià)值的皮瓣。相關(guān)的成果出版了很多，專著有近30部。

第二個(gè)研究方向就是醫(yī)學(xué)生物力學(xué)這塊，由原來(lái)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從2005年一個(gè)大學(xué)轉(zhuǎn)為廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理，從過(guò)去神州六號(hào)十號(hào)返回艙提供的一些人體沖擊損傷參數(shù)引用到民用的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。也建立了一系列跟人體標(biāo)本，依托人體結(jié)構(gòu)標(biāo)本建立了很多檢測(cè)平臺(tái)。

到臨床，我們也面向了臨床機(jī)構(gòu)，特別是和很多國(guó)外著名的專家，他們?cè)谂R床一線長(zhǎng)期進(jìn)行應(yīng)用探索，也形成了自己的想法，我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)室也是一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，跟這些專家進(jìn)行技術(shù)合作。他們把他們對(duì)臨床的思考以及一些新的改良想法會(huì)和我們一起分享進(jìn)行討論及檢測(cè)。

這是機(jī)械的一些研究，骨盆、上肢。3D打印很多專家并不陌生，我們跟打印學(xué)的一些測(cè)試也進(jìn)行了初步的探索，獲得了一些比較有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

從2004年開(kāi)始，鐘院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)往數(shù)字醫(yī)學(xué)這塊進(jìn)行探索，我們數(shù)字醫(yī)學(xué)這塊呈象來(lái)自于影像學(xué)提取出來(lái)的二維數(shù)據(jù)并且轉(zhuǎn)化成虛擬的三維模型，這就為我們的3D打印提供了一個(gè)比較好的數(shù)據(jù)的支撐。
△虛擬仿真設(shè)備系統(tǒng)與3D打印技術(shù)結(jié)合

從那個(gè)時(shí)候項(xiàng)目獲得了一些成果就能夠用在我們的3D打印這塊，也助力了我們醫(yī)學(xué)3D打印的后續(xù)的研究和應(yīng)用。這也是我們?cè)?011年的項(xiàng)目，對(duì)血管進(jìn)行一個(gè)仿真的研究。相關(guān)的課題的成果也獲得了很多獎(jiǎng)項(xiàng)。到了2014、2016這幾年，也是從那個(gè)時(shí)候開(kāi)始增材制造慢慢從名稱上更多地被別人提及到，提到了我們老百姓的日常包括媒體、新聞這塊。它以3D打印的熱詞的形式走進(jìn)了我們的生活，增材制造很多行業(yè)內(nèi)的專家都知道，這不是這幾年的事情。

總理聽(tīng)取了先進(jìn)制造與3D打印報(bào)告，緊隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)推進(jìn)計(jì)劃發(fā)布，在2016-2017年科技部也發(fā)布了重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的一個(gè)專項(xiàng)。國(guó)外的咨詢服務(wù)協(xié)會(huì)它們的預(yù)估，3D打印在我們醫(yī)療市場(chǎng)的份額能夠有15.1%，實(shí)際上它的個(gè)性化需求在我們臨床的應(yīng)用中確實(shí)是占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋壤��?D打印用在醫(yī)療這塊有核心的優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是像我們的個(gè)性化定制，這跟我們解剖的個(gè)體化差異是緊緊相扣的，還有一個(gè)就是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造，比如說(shuō)以往傳統(tǒng)的加工制造不出來(lái)的一些微觀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它能夠從容面對(duì)這些結(jié)構(gòu)的制造的需求。
△3D打印植入醫(yī)療器械

整個(gè)它來(lái)到我們的醫(yī)療領(lǐng)域的話是具有比較強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)推動(dòng)效應(yīng)的。這是3D打印個(gè)性化的骨修復(fù)的植入物。除了個(gè)性化的器械以外，它也能小批量的定制化地生產(chǎn)一些我們需要的外科機(jī)械，更主要的還是它跟我們的個(gè)體化的需求更加吻合。我們工程中心能夠提供一些相關(guān)的設(shè)備和材料的來(lái)源，前期在國(guó)內(nèi)一些比較知名的醫(yī)療機(jī)構(gòu)初步開(kāi)展了一些3D打印個(gè)性化的植入的臨床應(yīng)用的研究。

初步來(lái)講，像我還是比較滿意的。像3D打印對(duì)胸廓部位的惡性腫瘤，數(shù)字化技術(shù)給我們提供了一個(gè)很直觀的病變顯示，在沒(méi)有現(xiàn)有假體的情況下，我們還是通過(guò)個(gè)性化的假體設(shè)計(jì)以及3D打印成形，把惡性腫瘤完整切除并且修復(fù)患者的外觀。

在3D打印的研究中，我們還對(duì)3D打印表面的處理技術(shù)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的研究。在手術(shù)當(dāng)中理論的發(fā)展也是通過(guò)3D打印進(jìn)行一些前期的探索。這種模型打印還有術(shù)前規(guī)劃這塊，在國(guó)外近幾年來(lái)還是比較普遍應(yīng)用的，作為臨床一線的醫(yī)生來(lái)講能夠有直觀的模型展示，使得一些復(fù)雜的手術(shù)變得不再?gòu)?fù)雜。

△3D打印個(gè)性化矯形支具

像這種高難度的脊柱側(cè)彎的校型我們可以制定一些計(jì)劃，很大程度上可以解決制定操作上的難度，也降低了并發(fā)癥出現(xiàn)的可能。很多時(shí)候我們的臨床應(yīng)用其實(shí)是跟臨床的醫(yī)生的想法和思考相結(jié)合的。比如說(shuō)我們把3D打印應(yīng)用到一些相對(duì)創(chuàng)傷較大的手術(shù)變得創(chuàng)傷小一些，把原先十幾公分的切口變成三四分工的切口。

△3D打印個(gè)性化支具（南方醫(yī)科大學(xué)+香港中文大學(xué)）

在結(jié)構(gòu)矯形方面也有一些應(yīng)用，可以獲得比較精準(zhǔn)的重建。在顯微外科通過(guò)3D打印也可以給人一個(gè)直觀地還原傷前的形態(tài)，可以給人們看到一個(gè)參考。
△醫(yī)學(xué)3D打印的4個(gè)發(fā)展階段

像剛剛張教授講的，我們3D打印的四個(gè)階段也是圍繞著那幾個(gè)方面，后續(xù)進(jìn)一步也推進(jìn)了支架和材料的打印，包括我們下設(shè)的實(shí)驗(yàn)室就開(kāi)展了關(guān)于材料的打印。前面也是圍繞著材料進(jìn)行了一些技術(shù)的研究，獲得的結(jié)果還是比較令人滿意的。還有一個(gè)就是說(shuō)活體細(xì)胞組織的一個(gè)研究，我們也獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。
在成果轉(zhuǎn)化方面，像康復(fù)醫(yī)學(xué)這些以及3D打印個(gè)性化制造的應(yīng)用，這塊國(guó)內(nèi)也是在推進(jìn)的，因?yàn)樗�不需要植入，相�?duì)來(lái)講它很多風(fēng)險(xiǎn)都是可控的。它的個(gè)性化支具也是一些傳統(tǒng)的支具無(wú)法達(dá)到的效果，我們也和廣東省的一個(gè)工傷康復(fù)中心進(jìn)行了一個(gè)康復(fù)支具的研究，并且有了初步的探索。

△醫(yī)學(xué)3D打印服務(wù)平臺(tái)（應(yīng)用示范）

這是我們平臺(tái)建設(shè)的一個(gè)框架，是按照以往來(lái)講生物力學(xué)檢測(cè)包括3D打印的設(shè)計(jì)，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)也進(jìn)行一些公共服務(wù)技術(shù)方面的業(yè)務(wù)，面向全省的一些臨床機(jī)構(gòu)進(jìn)行一些培訓(xùn)。

我們的人才也是我們3D打印發(fā)展的主力軍，我們的發(fā)展定位還是由政府來(lái)主導(dǎo)。建設(shè)目標(biāo)是三院兩廠一個(gè)中心，包括康復(fù)研究院、外科的培訓(xùn)基地等等。這是我們團(tuán)隊(duì)的合作形式，我們也希望在此跟各位業(yè)內(nèi)的同行開(kāi)展廣泛的合作。

我的演講完畢，謝謝大家！