每個 普通人 都有 相同 數量 的骨骼 和關節 ,但沒有 兩個 人的骨骼和關節 的發育 和形狀 是相同 的。
一旦 骨骼 因外力 或疾病 而缺失 ,修復 人體 各種 缺失 的骨骼 就不像 去4S 商店 保養 那么 容易 了。在使用 人工 假體 替換 患病 的骨骼 和關節 時,我們 經常 會遇到 由于 個體差異 導致 匹配 不準確 的問題 。
在上海交通大學 醫學院 附屬 第九 人民醫院 骨科 ,智能 醫生 利用 3D打印 技術 打造出 可以 根據 個人 需求 量身定制 的“智能 骨骼 ”,以及 個性化 的“私人定制 ”。這是 一項 劃時代 的技術 ,它打破 了用少數 標準 假體 修復 各種 骨關節 病變 的傳統 局面 ,將“個性化 ”的精確 修復 或替代 治療 推向 了一個 新的高度 。
如今 ,上海交通大學 醫學院 附屬 第九 人民醫院 (以下簡稱 上海 第九 醫院 )已成為 3D打印 技術 的“重鎮 ”,并建立 了服務 上海 乃至 全國 的3D打印 咨詢中心 和創新 研究中心 。
在這 背后 ,與新中國 同齡 的上海市 第九 醫院 骨科 ,一路 乘風破浪 ,開拓創新 。
“救命 !” 這是 來自 新疆 天山腳下的求助 信息 。 一位 哈薩克 患者 艾娜 (化名 )骨盆 有一個 巨大 的腫瘤 。 她需要 切除 腫瘤 來挽救 生命 ,需要 面對 截肢 的結果 。 還有 其他 機會 嗎?
回到 五年 多前,54歲的艾娜 走路 時感到 右臀部疼痛。 四年 前,她去當地 醫院 做了 “右股骨頭壞死 ”手術 。 手術后 一年 半,艾娜 右髖疼痛 不適 。 當地 醫院 又給她做了 手術 ,局部 病變 組織 送病理檢查,表明 是軟骨肉瘤 。 2020年 初,艾娜 再次出現 右臀疼痛 。 照片 顯示 她的骨盆腫瘤很大 ,手術 極其 困難 。
據多方 查詢 ,Ina聽說 上海市 第九 人民醫院 骨科 還有 其他 方法 。 中國工程院 院士 戴茂榮教授 和骨科 教授 郝永強 利用 3D打印 技術 解決了骨科 領域 的諸多 醫學 難題 ,尤其是在骨盆 腫瘤的治療 方面 。
那是 新冠肺炎疫情 最嚴重 的時候 ,但艾娜 的病無法忍受 家人 的猶豫 。 他們 幾經周折 來到 上海 ,預約 了上海市 第九 醫院 骨科 郝永強 教授 的專家門診 。操作 很難 ,但也不是不可能 !
郝永強 教授 團隊 結合 CT 、MRI 等檢查數據 ,為Ina量身定制 了基于 3D打印 的“三位一體 ”個性化 方案 ,成功 切除 右側 半骨盆腫瘤+精準 安裝 3D打印 定制 半骨盆 假體 。 這次手術不僅 使她免于 截肢 ,還救了她的命。
2020年 9月 ,艾娜 隨家人 回到 上海市 第九 醫院 ,反復 感謝 郝永強 教授 的團隊 和3D打印 中心 的工作人員 ,緬懷 她的救命恩人 。這是 上海九院 骨科 鄧永強 教授 隊在戴榮院士 的指導 下近年來 深入開展 的醫務人員 交叉 合作 。 國際 上率先 將3D打印 技術 引入 個性化 重塑 假體 研發 中,打造 3D打印 個性化 病灶 模型 、個性化 手術 輔導 板、個性化 3D打印 重塑 假體 三位一體 個性化 治療 模式 ,使傳統 難治 的骨性腫瘤 等復雜 骨性疾病 有了 新的治療 規范 ,進入了更加 精準 的個性化 醫療 時代 。醫學史 上歷史 的進步 ,量增加 到一定 程度 才迎來 質的變化 ,上海九院 骨科 在3D打印 技術 上的突破 也至少 超過 了30年。現代 人工關節 誕生 發展 于20世紀 中期 ,在骨科技 發展史 上具有 里程碑 意義 。
早期 ,同樣 的假體 幾何 形態 基本一致 ,尺寸 差異 不足 10 種。 之后 ,假體 的設計 不斷改進 ,構成 假體 的部件 有很多規格 ,在連接 部設計 了更多 的調節 接口 。 即使如此 ,也無法 獲得最佳 部件 和組合 ,很難 實現 最佳化 重建 。 尤其 對骨盆 明顯 解剖 畸形 、腫瘤 、骨盆 惡性骨腫瘤 等患者 ,為保證 手術 的徹底性 ,減少 復發 ,手術 醫師 需個性化 實施 多種 根治術 ,擴大 根治 范圍 ,商業 積木 式假體 難以 與缺失 解剖 完全 匹配 。面對 不可避免 的個人 重建 手術 ,醫生 有兩種 選擇 。 一個是以通常 的假體 為基礎 ,對相關 的骨性結構 進行 適當 的修整 ,通過 修整 骨骼 來適應 假體 。 第二 是個性化定制 ,通過 預先 設計 ,制造 符合 個人 需求 、完美匹配 、能夠 順利 植入 體內 的植入物 。 戴榮院士 表示 ,骨科 個性化 治療 作為 先進 的治療 理念 ,促進 了假體 設計 和制作 技術 的進步 。 他自己是這個 新治療 理念 的探索者 、實踐者 、領導者 。
上世紀80年代 ,3D打印 技術 興起 ,當時 被稱為 快速 原型 技術 。 在計算機輔助 設計 和加工 (CAD 和CAM )技術 和先進 的影像學 手段 的幫助 下,將二維 影像 重疊 成立 體實物 ,實現 了下一代 個人化 的人工關節 設計 和制作 的數字技術 。 戴戎院士 是我國最早接觸 3D打印 技術 的醫學專家 之一 。 上海 第九 人民醫院 骨科 對個人 植入物 的研究 始于 1980 年代 。
戴榮教授 與時任 上海交通大學 精密機械 系主任 的王成 島教授 在煙臺 人工關節 學術會議 上結識 ,30 多年 來,兩人 一直在兩個 部門 和人工關節 的個性化定制 中進行 著合作 。他們 試圖 將計算機輔助 設計 和加工 制造技術 引入 個性化 假體 制造 領域 ,初步 建立 面向 臨床 的個性化 植入物 數字 制造 系統 ,合作 產品 取得 定制 型人工關節 的生產許可證 ,為越來越多 的困難 病例 重建 運動 和負載 功能 提供 定制 。
2013年 ,上海交通大學 醫學院 附屬 第九 人民醫院 成立 了3D打印 技術 臨床 改造 中心 ,成立 了醫療 與工業 工作 相結合 的研發團隊 ,購置 了各種 材質 和規格 的醫用 3D打印 設備 ,并在全國 20 多家 醫院 設立 了分中心 ,通過 上海 第九 醫院 的輻射 帶動 全國各省市。
2016年 ,上海交通大學 醫學 3D打印 創新 研究中心 揭牌 ,進一步 推動 了3D打印 技術 的發展 。伴隨 著新中國 和中國共產黨 成長 起來 的,在業內 屢創先例 。上海市 第九 醫院 骨科 的歷史 不長也不 短,和新中國 一樣 的年代 而已 。上海交通大學 醫學院 附屬 第九 人民醫院 ,原名 伯特利 醫院 ,始建 于1920年。 直到 1949年中華人民共和國 成立 ,這家 醫院 才設立 了骨科 診所 。
多年 來,上海 第九 醫院 骨科 一直在發展壯大 。 戴茂榮,骨科 骨科學 與生物力學 專家 ,中國工程院 院士 ,上海市 第九 醫院 骨科 學科帶頭人 。 在他的領導 下,經過 幾代人 的努力 和創新 ,上海 第九 醫院 骨科 已發展 成為 一個 擁有 五個 病房 、200 多張 床位 的一流 骨科 臨床研究 中心 ,集臨床 診療 、科研 教學 于一體 ,在關節 、脊柱 、創傷 、腫瘤 等領域 形成 專業 特色 ,在國內外 享有盛譽 。
上海市 第九 醫院 骨科 目前 是國家 重點學科 、國家 211工程重點學科 、衛生部 國家 臨床 重點 專業 、上海市 醫學 領軍 學科 、上海市教委 重點學科 、上海市 關節 外科 臨床醫學 中心 ,并附多個 高端 科研 轉化 平臺 。
上海市 第九 醫院 骨科 像航母 一樣 ,由關節 外科 、運動醫學 、創傷骨科 、脊柱外科 、骨腫瘤 與骨病 、踝關節 骨科 等研究組 組成 。 診療 范圍 涵蓋 各類 骨科疾病 ,有戴、、、、吳海山 、、郝永強 等一批 在關節 、脊柱 、創傷 等領域 造詣 深厚 的著名 醫學專家 和教授 。 他們 在國內外 享有 很高的聲譽 ,曾擔任 過中國 骨科 學會 、亞太 人工關節 學會 、國際 內固定 學會 (AO )等國際 學術 組織 的主席 、秘書長 和中國主席 。, 并擔任 中華醫學會 、中華醫學會 骨科學 分會 等全國 骨科 學術委員會副主席 、常委 、主任委員 、學術 組組長 等重要 學術 職務 。善于運用 新技術 ,大膽 創新 ,是戴茂榮院士 領導 的上海交通大學 醫學院 附屬 第九 人民醫院 骨科 的一貫 傳統 。
早在1978年,戴茂榮就從上海 鋼鐵 研究院 楊海波 工程師 那里 了解 到,有一種 鎳鈦合金 ,已經 被用于 制造 航空 、航天 、輸油管道 等零部件 ,具有 “記憶 ”其產品 原始 形狀 的功能 ,在低溫 下可以 改變 形狀 ,加熱 后可以 恢復 到原來 的形狀 。經過 三年 的合作 ,戴茂榮院士 與的工程師 和上海 第六 外科 器械 公司 周的技術人員 一起 ,發明 了享譽 國內外 的形狀記憶 加壓 釘,解決了經關節 骨折治療 中的難題 。 該隊獲得 國家 發明 二等獎 。
后來 ,他們 發明 了形狀記憶 鋸齒 抱臂 裝置 ,開創 了形狀 記憶合金 在國內外 的醫學 應用 。 戴茂榮在名古屋 形狀 記憶合金 國際會議 上被授予 形狀 記憶合金 醫學 應用 創始人 金杯 。20世紀 80年代 ,戴茂榮及其 團隊 在步態分析 、平衡 功能 測量 、國產 骨水泥 、多孔 表面 人工關節 、內固定 應力 屏蔽效應 、無機 骨水泥 實驗 研究 等方面 取得 了創新性 研究成果 。
戴茂榮院士 與時俱進 、勇于創新 的精神 ,影響 了上海市 第九 醫院 幾代 骨科 人才 的成長 和進步 ,多次 開創 行業 先河 。為了 全世界 的利益 印刷 《智慧 骨》。2019年 1月16日 ,上海市 第九 醫院 骨科 迎來 了又一個 重要 時刻 。 這一天 ,由中國工程院 戴茂榮院士 和王金武 教授 領導 的團隊 研發 的“定制 添加劑 制造 膝關節 矯形器 ”在上海市 藥品監督管理局 驗收 中心 獲得 二級 醫療器械 注冊證書。 這是 上海 啟動 醫療器械 注冊 人試點 制度 以來 ,科研 企業 首次 申請 醫療器械 注冊證書。 這項 技術 涉及到 3D打印 技術 ,將為患者 提供 更加 個性化 的醫療服務 。這是 上海交通大學 醫學院 附屬 第九 人民醫院 戴茂榮院士 、王金武 教授 經過 多年 研發 和臨床 積累 改造 的結果 。 由戴茂榮院士 和王金武 教授 領導 的數字 醫學研究 小組 多年 來一直 致力于 3D打印 輔助 標準 、金屬 打印 標準 和生物 打印 標準 的研究 。 這次 獲得 注冊證書,意味著 注冊 人可以 開始 相應 的委托 生產 程序 ,使產品 盡快 上市 ,服務 于臨床 和患者 。醫療器械 事關 生死 。 按照 我國 的相關 規定 ,拿到 注冊證 并不代表 獲準 上市 。
但在這個創新項目 前后 不到 半年 的時間 內拿到 產品注冊證,進入 委托 生產 環節 ,意味著 離產品 上市 最終 獲批 又近了一步 ,生產 、學習 、科研 、醫藥 的產業轉型之路 無疑 將再次 加快 。 這也是對上海市 第九 醫院 骨科 團隊 多年 來致力于 3D打印 相關 技術 臨床 應用 的鼓勵 和肯定 。目前 ,上海市 第九 醫院 已在髖關節 、膝關節 、腕關節 、踝關節 、胸骨 等復雜 骨科手術 中應用 3D打印 個性化 金屬 植入物 。并擴大 了其在口腔醫學 、眼科 、整形外科 、神經外科 、耳鼻喉科 等領域 的應用 。
上海 第九 醫院 和上海交通大學 也通過 多年 的研究 和應用 實踐 ,合作 培養 了一大批 “醫工 互動 ”人才 ,形成 了“醫工 合作 ”的個性化 治療 團隊 ,建立 了3D打印 接待 中心 和制作 后期處理 中心 。
值得一提的是,由上海市 第九 人民醫院 骨科 起步 的上海市 第九 人民醫院 醫學 3D打印 創新 研究中心 ,現在 不僅 是醫學 3D打印 遠程 咨詢中心 ,也是科技創新 研發中心,擁有 3D打印 機等各種 軟硬件 設施 ,用于 醫生 和科研人員 進行 醫學 3D打印 的前沿 研究 、設計 和生產 。
作為 “總部 ”,這里 設立 了一個 遠程 咨詢中心 ,與分布 在中國 各地 的20 多個 分中心 實現 無縫連接。在行業 內,人們 更愿意 將這些 帶有 3D打印 的個性化 植入體 稱為 “智能 骨骼 ”,不是說這些 骨骼 有多智能 ,而是 說3D打印 技術 可以 “打印 ”患者 相關 部位 的3D 模型 、3D打印 手術 指南 、金屬 或高分子 3D打印 植入體 ,能夠 更準確 地滿足 不同 患者 的特殊 臨床 需求 。
當然 ,說到上海市 第九 醫院 骨科 ,“腦洞 ”可以 開得更大 ,這里 的氛圍 是想生成 ,勇于 實踐 。 戴茂榮院士 認為 ,生物 打印 結合 組織 工程技術 是未來 3D打印 技術 發展 的下一個 重要 方向 。
想象 一下 ,如果 在印刷品 中加入 干細胞 和相應 的生長因子 ,印刷品 可以 發育成 具有 生物活性的組織 甚至 器官 ,如皮膚 、角膜 、支氣管 、膀胱 、肝臟 、腎臟 、骨骼 、軟骨 等。, 這將為再生醫學 和藥物篩選的發展 做出 不可估量 的貢獻 。