今年6月12日，罕見惡性腫瘤脊索瘤患者袁先生在北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科接受了一臺(tái)特殊手術(shù)：一段長達(dá)19厘米的3D打印鈦合金脊柱被植入他的體內(nèi)，以替換因腫瘤切除的5節(jié)脊椎。這是全球迄今成功實(shí)施的最長3D打印人工脊椎置換手術(shù)。 
    “如果沒有3D打印技術(shù)，這樣的手術(shù)是不可想象的。”主刀醫(yī)生、北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科主任劉忠軍教授說，手術(shù)切除袁先生病變脊椎是治療脊索瘤唯一有效方法，但從胸椎至腰椎共5節(jié)脊椎的大跨度切除不僅手術(shù)難度極大，更棘手的是脊椎切除后脊柱結(jié)構(gòu)無法重建，傳統(tǒng)的鈦網(wǎng)很難找到合適長度者，即便找到，也難以呈現(xiàn)脊柱“S”型的生理曲線。而現(xiàn)在，袁先生手術(shù)后可以如常人一樣抬頭挺胸，正常生活。 
    在骨科3D打印技術(shù)領(lǐng)域，劉忠軍和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)不是第一次站到全球最前沿：2014年7月31日，在成功切除1名12歲樞椎腫瘤患兒脊柱原發(fā)惡性腫瘤的同時(shí)，他們完成了世界首例3D打印人工定制樞椎植入術(shù)。目前，已有另5名患者植入人工樞椎，均恢復(fù)良好，效果顯著。 
    劉忠軍說，與3D打印技術(shù)結(jié)緣的初衷就是為了解決臨床難題：骨科常用的支撐物鈦網(wǎng)穩(wěn)定性欠佳，可能會(huì)出現(xiàn)塌陷。在尋找更理想解決方案的過程中，金屬材料3D打印技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)讓他眼前一亮：只要將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入3D打印設(shè)備，即可打印任何形態(tài)的金屬3D制品，這或許會(huì)在骨科內(nèi)植物的研發(fā)中具有潛在價(jià)值。 
    但醫(yī)工結(jié)合并非易事，比如對(duì)椎體形態(tài)的描述就是橫亙?cè)卺t(yī)生與工程技術(shù)人員之間的一大障礙，醫(yī)生不懂工程技術(shù)，工程技術(shù)人員也不懂醫(yī)學(xué)。最后，劉忠軍跑到文具店買來一盒橡皮泥，捏了一節(jié)椎體交給工程技術(shù)人員，技術(shù)人員照此打印3D樣品，再反復(fù)修改最終成型。在其后的研究中，研究人員又發(fā)現(xiàn)3D打印還有一個(gè)特殊優(yōu)勢(shì)，其打印的類似海綿狀的微孔金屬，結(jié)構(gòu)類似骨骼中的骨小梁，相鄰正常椎體的骨細(xì)胞可以長入其中，最終二者融為一體，實(shí)現(xiàn)骨整合。 
    經(jīng)過跨學(xué)科、跨領(lǐng)域合作，歷經(jīng)多年的研制及臨床觀察終獲突破。截至目前，國家食品藥品監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)注冊(cè)的3D打印人體植入物，全國僅有3項(xiàng)，皆為北醫(yī)三院骨科團(tuán)隊(duì)研制，分別是3D打印人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品、金屬3D人工椎體和3D打印頸椎椎間融合器。3D打印人工髖關(guān)節(jié)上市1年來，已經(jīng)惠及1000多位患者。 
 劉忠軍說，3D打印技術(shù)除了在脊柱外科應(yīng)用極具優(yōu)勢(shì)外，在眼眶缺損修復(fù)、顱骨修復(fù)、整形外科等都有良好的應(yīng)用前景。此外，利用生物細(xì)胞材料3D打印器官、組織的前沿探索也值得期待。 
    不過，讓劉忠軍更為看重的，還是這一新技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于推動(dòng)醫(yī)療器械國產(chǎn)化，降低患者治療成本。以骨科為例，內(nèi)植物大約占病人住院花費(fèi)的2/3，而這一市場(chǎng)基本是進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù)主流，價(jià)格居高不下?！叭绻麑?D打印全面應(yīng)用到骨科，并且實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品國產(chǎn)化，不僅能大大降低醫(yī)療費(fèi)用，還可以加速國產(chǎn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。” 
    前不久，劉忠軍又成功申報(bào)了今年科技部關(guān)于增材制造（即3D打印）與個(gè)體定制化醫(yī)療內(nèi)植物研究開發(fā)的重大專項(xiàng)，將針對(duì)其他類型3D打印產(chǎn)品、金屬微孔孔隙形狀改進(jìn)、表面藥物涂層促進(jìn)骨細(xì)胞生長、孔內(nèi)加載治療性藥物等課題進(jìn)行更深入研發(fā)。 
    劉忠軍說，醫(yī)學(xué)科學(xué)工作者應(yīng)該把自己所做的事情與國家需求聯(lián)系到一起，既要有高精尖的基礎(chǔ)研究，也要有短時(shí)間就形成產(chǎn)品的臨床實(shí)用技術(shù)，普惠患者?！拔覀儜?yīng)該有這樣的情懷和使命感，隨著國家實(shí)力的增強(qiáng)，中國已經(jīng)有能力從跟跑者轉(zhuǎn)變?yōu)橐I(lǐng)者！”