“3D打印”近幾年這項新技術(shù)非?;馃幔〉侥P屯婢?,大到汽車、飛機零件,好像只要提供足夠的材料,幾乎所有的東西都能被“打印”出來。其實,3D打印技術(shù)也是當(dāng)前醫(yī)學(xué)界密切注視的新科技,除了可用于打印治療工具外,“打印人體”也早已不再是科幻電影中的橋段。其中,打印骨骼既是目前該技術(shù)在醫(yī)學(xué)界應(yīng)用的起點,也是發(fā)展最快的應(yīng)用。究竟3D打印技術(shù)將如何改變當(dāng)前醫(yī)療的基本規(guī)則與觀念?其中是否暗存著隱憂?3D打印的治療費用,病患者又是否負(fù)擔(dān)得起呢?
3D打印的基礎(chǔ)
在香港威爾斯親王醫(yī)院的骨科門診部,,每天病人熙來攘往,但他們可能從未注意到門診部旁邊的矯形外科及創(chuàng)傷學(xué)進(jìn)修培訓(xùn)中心,那里有一個小小的“3D打印工場”。2013年,香港中文大學(xué)矯形外科及創(chuàng)傷學(xué)系斥資85萬元人民幣,從美國購入了一部3D打印儀器并安置于此。此后,骨科醫(yī)生便陸陸續(xù)續(xù)開始研究和利用3D打印來協(xié)助醫(yī)治,“印骨”的工作排期表也開始越來越長。
香港中文大學(xué)矯形外科及創(chuàng)傷學(xué)系講座教授梁國穗說,其實早在20世紀(jì)80年代,他便在香港生產(chǎn)力促進(jìn)局參觀過一些工業(yè)用的3D打印儀器。只不過在當(dāng)時,這項技術(shù)還被稱為“快速成型”,主要用途也只是制作手機或設(shè)計珠寶。
如今的3D打印仍是一項非常年輕的科技,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更是如此。目前,這個數(shù)碼年代的產(chǎn)物在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要分為兩類:“打印”人體部分和“打印”手術(shù)工具。我們不妨先來談?wù)勄罢?。醫(yī)療用途有別于產(chǎn)品設(shè)計,而人體結(jié)構(gòu)又相當(dāng)精密,所以必須先要有人體掃描“數(shù)據(jù)”方能實現(xiàn)“打印”——換言之,先有3D掃描才有3D打印。
因此,電腦掃描技術(shù)的發(fā)展成了目前3D打印應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的基礎(chǔ),并拓寬了相關(guān)用途,這也很自然地讓打印骨骼成為了技術(shù)起點。梁國穗解釋道:“骨骼結(jié)構(gòu)很適合做電腦掃描,因為它含有大量鈣質(zhì),這能讓掃描出來的影像格外清晰。”
幫助完成手術(shù)
作為3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的敲門磚,打印骨骼模型的主要應(yīng)用在為復(fù)雜的手術(shù)作盡可能詳實的計劃準(zhǔn)備。
以切除骨癌手術(shù)為例,常見手術(shù)部位是大腿骨末端(近膝關(guān)節(jié))。由于牽涉關(guān)節(jié),手術(shù)后需要重建,因此位置必須相當(dāng)準(zhǔn)確。而3D斷骨模型則可幫助醫(yī)生仔細(xì)分析患者情況,精確定位手術(shù)的切口位置,甚至包括骨折復(fù)位、確定切骨范圍,以及如何固定或重建斷骨等。
若病患還需使用螺絲或鋼板來固定骨骼,醫(yī)生還可利用斷骨模型預(yù)習(xí)手術(shù),測試打入螺絲的位置與角度,度身訂制鋼板,比如預(yù)先塑造貼合骨骼的弧度等。如此,手術(shù)進(jìn)行時便可精準(zhǔn)、貼合地放入預(yù)定位置。
香港中文大學(xué)矯形外科及創(chuàng)傷學(xué)系曾用3D骨骼模型為8位病人做過術(shù)前預(yù)備,其中不乏多個相當(dāng)嚴(yán)重的骨折個案,以及手肘、盆骨、腿部和足踝部位的手術(shù)。以往醫(yī)生在看過病人的電腦圖像后,通常只能憑經(jīng)驗和想像預(yù)估手術(shù)的方法與過程,但最終是否切實可行,還是要在手術(shù)中才能知道,也就是行內(nèi)所說的“open and see”。而3D掃描和打印技術(shù)的出現(xiàn),幫助醫(yī)生高效準(zhǔn)確地完成了術(shù)前計劃和準(zhǔn)備,大大縮短了手術(shù)時間,提高了成功率。梁國穗指出,他們在治療那8位病人時,手術(shù)時間平均縮短了1小時左右,有利于術(shù)后康復(fù)。