每個(gè) 普通人 都有 相同 數(shù)量 的骨骼 和關(guān)節(jié) ,但沒(méi)有 兩個(gè) 人的骨骼和關(guān)節(jié) 的發(fā)育 和形狀 是相同 的。
一旦 骨骼 因外力 或疾病 而缺失 ,修復(fù) 人體 各種 缺失 的骨骼 就不像 去4S 商店 保養(yǎng) 那么 容易 了。在使用 人工 假體 替換 患病 的骨骼 和關(guān)節(jié) 時(shí),我們 經(jīng)常 會(huì)遇到 由于 個(gè)體差異 導(dǎo)致 匹配 不準(zhǔn)確 的問(wèn)題 。
在上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 附屬 第九 人民醫(yī)院 骨科 ,智能 醫(yī)生 利用 3D打印 技術(shù) 打造出 可以 根據(jù) 個(gè)人 需求 量身定制 的“智能 骨骼 ”,以及 個(gè)性化 的“私人定制 ”。這是 一項(xiàng) 劃時(shí)代 的技術(shù) ,它打破 了用少數(shù) 標(biāo)準(zhǔn) 假體 修復(fù) 各種 骨關(guān)節(jié) 病變 的傳統(tǒng) 局面 ,將“個(gè)性化 ”的精確 修復(fù) 或替代 治療 推向 了一個(gè) 新的高度 。
如今 ,上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 附屬 第九 人民醫(yī)院 (以下簡(jiǎn)稱 上海 第九 醫(yī)院 )已成為 3D打印 技術(shù) 的“重鎮(zhèn) ”,并建立 了服務(wù) 上海 乃至 全國(guó) 的3D打印 咨詢中心 和創(chuàng)新 研究中心 。
在這 背后 ,與新中國(guó) 同齡 的上海市 第九 醫(yī)院 骨科 ,一路 乘風(fēng)破浪 ,開拓創(chuàng)新 。
“救命 !” 這是 來(lái)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(gè) 巨大 的腫瘤 。 她需要 切除 腫瘤 來(lái)挽救 生命 ,需要 面對(duì) 截肢 的結(jié)果 。 還有 其他 機(jī)會(huì) 嗎?
回到 五年 多前,54歲的艾娜 走路 時(shí)感到 右臀部疼痛。 四年 前,她去當(dāng)?shù)?/span> 醫(yī)院 做了 “右股骨頭壞死 ”手術(shù) 。 手術(shù)后 一年 半,艾娜 右髖疼痛 不適 。 當(dāng)?shù)?/span> 醫(yī)院 又給她做了 手術(shù) ,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(xiàn) 右臀疼痛 。 照片 顯示 她的骨盆腫瘤很大 ,手術(shù) 極其 困難 。
據(jù)多方 查詢 ,Ina聽說(shuō) 上海市 第九 人民醫(yī)院 骨科 還有 其他 方法 。 中國(guó)工程院 院士 戴茂榮教授 和骨科 教授 郝永強(qiáng) 利用 3D打印 技術(shù) 解決了骨科 領(lǐng)域 的諸多 醫(yī)學(xué) 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(yán)重 的時(shí)候 ,但艾娜 的病無(wú)法忍受 家人 的猶豫 。 他們 幾經(jīng)周折 來(lái)到 上海 ,預(yù)約 了上海市 第九 醫(yī)院 骨科 郝永強(qiáng) 教授 的專家門診 。操作 很難 ,但也不是不可能 !
郝永強(qiáng) 教授 團(tuán)隊(duì) 結(jié)合 CT 、MRI 等檢查數(shù)據(jù) ,為Ina量身定制 了基于 3D打印 的“三位一體 ”個(gè)性化 方案 ,成功 切除 右側(cè) 半骨盆腫瘤+精準(zhǔn) 安裝 3D打印 定制 半骨盆 假體 。 這次手術(shù)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(yī)院 ,反復(fù) 感謝 郝永強(qiáng) 教授 的團(tuán)隊(duì) 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(qiáng) 教授 隊(duì)在戴榮院士 的指導(dǎo) 下近年來(lái) 深入開展 的醫(yī)務(wù)人員 交叉 合作 。 國(guó)際 上率先 將3D打印 技術(shù) 引入 個(gè)性化 重塑 假體 研發(fā) 中,打造 3D打印 個(gè)性化 病灶 模型 、個(gè)性化 手術(shù) 輔導(dǎo) 板、個(gè)性化 3D打印 重塑 假體 三位一體 個(gè)性化 治療 模式 ,使傳統(tǒng) 難治 的骨性腫瘤 等復(fù)雜 骨性疾病 有了 新的治療 規(guī)范 ,進(jìn)入了更加 精準(zhǔn) 的個(gè)性化 醫(yī)療 時(shí)代 。醫(yī)學(xué)史 上歷史 的進(jìn)步 ,量增加 到一定 程度 才迎來(lái) 質(zhì)的變化 ,上海九院 骨科 在3D打印 技術(shù) 上的突破 也至少 超過(guò) 了30年。現(xiàn)代 人工關(guān)節(jié) 誕生 發(fā)展 于20世紀(jì) 中期 ,在骨科技 發(fā)展史 上具有 里程碑 意義 。
早期 ,同樣 的假體 幾何 形態(tài) 基本一致 ,尺寸 差異 不足 10 種。 之后 ,假體 的設(shè)計(jì) 不斷改進(jìn) ,構(gòu)成 假體 的部件 有很多規(guī)格 ,在連接 部設(shè)計(jì) 了更多 的調(diào)節(jié) 接口 。 即使如此 ,也無(wú)法 獲得最佳 部件 和組合 ,很難 實(shí)現(xiàn) 最佳化 重建 。 尤其 對(duì)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(shù) 的徹底性 ,減少 復(fù)發(fā) ,手術(shù) 醫(yī)師 需個(gè)性化 實(shí)施 多種 根治術(shù) ,擴(kuò)大 根治 范圍 ,商業(yè) 積木 式假體 難以 與缺失 解剖 完全 匹配 。面對(duì) 不可避免 的個(gè)人 重建 手術(shù) ,醫(yī)生 有兩種 選擇 。 一個(gè)是以通常 的假體 為基礎(chǔ) ,對(duì)相關(guān) 的骨性結(jié)構(gòu) 進(jìn)行 適當(dāng) 的修整 ,通過(guò) 修整 骨骼 來(lái)適應(yīng) 假體 。 第二 是個(gè)性化定制 ,通過(guò) 預(yù)先 設(shè)計(jì) ,制造 符合 個(gè)人 需求 、完美匹配 、能夠 順利 植入 體內(nèi) 的植入物 。 戴榮院士 表示 ,骨科 個(gè)性化 治療 作為 先進(jìn) 的治療 理念 ,促進(jìn) 了假體 設(shè)計(jì) 和制作 技術(shù) 的進(jìn)步 。 他自己是這個(gè) 新治療 理念 的探索者 、實(shí)踐者 、領(lǐng)導(dǎo)者 。
上世紀(jì)80年代 ,3D打印 技術(shù) 興起 ,當(dāng)時(shí) 被稱為 快速 原型 技術(shù) 。 在計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì) 和加工 (CAD 和CAM )技術(shù) 和先進(jìn) 的影像學(xué) 手段 的幫助 下,將二維 影像 重疊 成立 體實(shí)物 ,實(shí)現(xiàn) 了下一代 個(gè)人化 的人工關(guān)節(jié) 設(shè)計(jì) 和制作 的數(shù)字技術(shù) 。 戴戎院士 是我國(guó)最早接觸 3D打印 技術(shù) 的醫(yī)學(xué)專家 之一 。 上海 第九 人民醫(yī)院 骨科 對(duì)個(gè)人 植入物 的研究 始于 1980 年代 。
戴榮教授 與時(shí)任 上海交通大學(xué) 精密機(jī)械 系主任 的王成 島教授 在煙臺(tái) 人工關(guān)節(jié) 學(xué)術(shù)會(huì)議 上結(jié)識(shí) ,30 多年 來(lái),兩人 一直在兩個(gè) 部門 和人工關(guān)節(jié) 的個(gè)性化定制 中進(jìn)行 著合作 。他們 試圖 將計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì) 和加工 制造技術(shù) 引入 個(gè)性化 假體 制造 領(lǐng)域 ,初步 建立 面向 臨床 的個(gè)性化 植入物 數(shù)字 制造 系統(tǒng) ,合作 產(chǎn)品 取得 定制 型人工關(guān)節(jié) 的生產(chǎn)許可證 ,為越來(lái)越多 的困難 病例 重建 運(yùn)動(dòng) 和負(fù)載 功能 提供 定制 。
2013年 ,上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 附屬 第九 人民醫(yī)院 成立 了3D打印 技術(shù) 臨床 改造 中心 ,成立 了醫(yī)療 與工業(yè) 工作 相結(jié)合 的研發(fā)團(tuán)隊(duì) ,購(gòu)置 了各種 材質(zhì) 和規(guī)格 的醫(yī)用 3D打印 設(shè)備 ,并在全國(guó) 20 多家 醫(yī)院 設(shè)立 了分中心 ,通過(guò) 上海 第九 醫(yī)院 的輻射 帶動(dòng) 全國(guó)各省市。
2016年 ,上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué) 3D打印 創(chuàng)新 研究中心 揭牌 ,進(jìn)一步 推動(dòng) 了3D打印 技術(shù) 的發(fā)展 。伴隨 著新中國(guó) 和中國(guó)共產(chǎn)黨 成長(zhǎng) 起來(lái) 的,在業(yè)內(nèi) 屢創(chuàng)先例 。上海市 第九 醫(yī)院 骨科 的歷史 不長(zhǎng)也不 短,和新中國(guó) 一樣 的年代 而已 。上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 附屬 第九 人民醫(yī)院 ,原名 伯特利 醫(yī)院 ,始建 于1920年。 直到 1949年中華人民共和國(guó) 成立 ,這家 醫(yī)院 才設(shè)立 了骨科 診所 。
多年 來(lái),上海 第九 醫(yī)院 骨科 一直在發(fā)展壯大 。 戴茂榮,骨科 骨科學(xué) 與生物力學(xué) 專家 ,中國(guó)工程院 院士 ,上海市 第九 醫(yī)院 骨科 學(xué)科帶頭人 。 在他的領(lǐng)導(dǎo) 下,經(jīng)過(guò) 幾代人 的努力 和創(chuàng)新 ,上海 第九 醫(yī)院 骨科 已發(fā)展 成為 一個(gè) 擁有 五個(gè) 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(xué) 于一體 ,在關(guān)節(jié) 、脊柱 、創(chuàng)傷 、腫瘤 等領(lǐng)域 形成 專業(yè) 特色 ,在國(guó)內(nèi)外 享有盛譽(yù) 。
上海市 第九 醫(yī)院 骨科 目前 是國(guó)家 重點(diǎn)學(xué)科 、國(guó)家 211工程重點(diǎn)學(xué)科 、衛(wèi)生部 國(guó)家 臨床 重點(diǎn) 專業(yè) 、上海市 醫(yī)學(xué) 領(lǐng)軍 學(xué)科 、上海市教委 重點(diǎn)學(xué)科 、上海市 關(guān)節(jié) 外科 臨床醫(yī)學(xué) 中心 ,并附多個(gè) 高端 科研 轉(zhuǎn)化 平臺(tái) 。
上海市 第九 醫(yī)院 骨科 像航母 一樣 ,由關(guān)節(jié) 外科 、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué) 、創(chuàng)傷骨科 、脊柱外科 、骨腫瘤 與骨病 、踝關(guān)節(jié) 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(qiáng) 等一批 在關(guān)節(jié) 、脊柱 、創(chuàng)傷 等領(lǐng)域 造詣 深厚 的著名 醫(yī)學(xué)專家 和教授 。 他們 在國(guó)內(nèi)外 享有 很高的聲譽(yù) ,曾擔(dān)任 過(guò)中國(guó) 骨科 學(xué)會(huì) 、亞太 人工關(guān)節(jié) 學(xué)會(huì) 、國(guó)際 內(nèi)固定 學(xué)會(huì) (AO )等國(guó)際 學(xué)術(shù) 組織 的主席 、秘書長(zhǎng) 和中國(guó)主席 。, 并擔(dān)任 中華醫(yī)學(xué)會(huì) 、中華醫(yī)學(xué)會(huì) 骨科學(xué) 分會(huì) 等全國(guó) 骨科 學(xué)術(shù)委員會(huì)副主席 、常委 、主任委員 、學(xué)術(shù) 組組長(zhǎng) 等重要 學(xué)術(shù) 職務(wù) 。善于運(yùn)用 新技術(shù) ,大膽 創(chuàng)新 ,是戴茂榮院士 領(lǐng)導(dǎo) 的上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 附屬 第九 人民醫(yī)院 骨科 的一貫 傳統(tǒng) 。
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(jīng) 被用于 制造 航空 、航天 、輸油管道 等零部件 ,具有 “記憶 ”其產(chǎn)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(fù) 到原來(lái) 的形狀 。經(jīng)過(guò) 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(shù)人員 一起 ,發(fā)明 了享譽(yù) 國(guó)內(nèi)外 的形狀記憶 加壓 釘,解決了經(jīng)關(guān)節(jié) 骨折治療 中的難題 。 該隊(duì)獲得 國(guó)家 發(fā)明 二等獎(jiǎng) 。
后來(lái) ,他們 發(fā)明 了形狀記憶 鋸齒 抱臂 裝置 ,開創(chuàng) 了形狀 記憶合金 在國(guó)內(nèi)外 的醫(yī)學(xué) 應(yīng)用 。 戴茂榮在名古屋 形狀 記憶合金 國(guó)際會(huì)議 上被授予 形狀 記憶合金 醫(yī)學(xué) 應(yīng)用 創(chuàng)始人 金杯 。20世紀(jì) 80年代 ,戴茂榮及其 團(tuán)隊(duì) 在步態(tài)分析 、平衡 功能 測(cè)量 、國(guó)產(chǎn) 骨水泥 、多孔 表面 人工關(guān)節(jié) 、內(nèi)固定 應(yīng)力 屏蔽效應(yīng) 、無(wú)機(jī) 骨水泥 實(shí)驗(yàn) 研究 等方面 取得 了創(chuàng)新性 研究成果 。
戴茂榮院士 與時(shí)俱進(jìn) 、勇于創(chuàng)新 的精神 ,影響 了上海市 第九 醫(yī)院 幾代 骨科 人才 的成長(zhǎng) 和進(jìn)步 ,多次 開創(chuàng) 行業(yè) 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(yī)院 骨科 迎來(lái) 了又一個(gè) 重要 時(shí)刻 。 這一天 ,由中國(guó)工程院 戴茂榮院士 和王金武 教授 領(lǐng)導(dǎo) 的團(tuán)隊(duì) 研發(fā) 的“定制 添加劑 制造 膝關(guān)節(jié) 矯形器 ”在上海市 藥品監(jiān)督管理局 驗(yàn)收 中心 獲得 二級(jí) 醫(yī)療器械 注冊(cè)證書。 這是 上海 啟動(dòng) 醫(yī)療器械 注冊(cè) 人試點(diǎn) 制度 以來(lái) ,科研 企業(yè) 首次 申請(qǐng) 醫(yī)療器械 注冊(cè)證書。 這項(xiàng) 技術(shù) 涉及到 3D打印 技術(shù) ,將為患者 提供 更加 個(gè)性化 的醫(yī)療服務(wù) 。這是 上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 附屬 第九 人民醫(yī)院 戴茂榮院士 、王金武 教授 經(jīng)過(guò) 多年 研發(fā) 和臨床 積累 改造 的結(jié)果 。 由戴茂榮院士 和王金武 教授 領(lǐng)導(dǎo) 的數(shù)字 醫(yī)學(xué)研究 小組 多年 來(lái)一直 致力于 3D打印 輔助 標(biāo)準(zhǔn) 、金屬 打印 標(biāo)準(zhǔn) 和生物 打印 標(biāo)準(zhǔn) 的研究 。 這次 獲得 注冊(cè)證書,意味著 注冊(cè) 人可以 開始 相應(yīng) 的委托 生產(chǎn) 程序 ,使產(chǎn)品 盡快 上市 ,服務(wù) 于臨床 和患者 。醫(yī)療器械 事關(guān) 生死 。 按照 我國(guó) 的相關(guān) 規(guī)定 ,拿到 注冊(cè)證 并不代表 獲準(zhǔn) 上市 。
但在這個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目 前后 不到 半年 的時(shí)間 內(nèi)拿到 產(chǎn)品注冊(cè)證,進(jìn)入 委托 生產(chǎn) 環(huán)節(jié) ,意味著 離產(chǎn)品 上市 最終 獲批 又近了一步 ,生產(chǎn) 、學(xué)習(xí) 、科研 、醫(yī)藥 的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型之路 無(wú)疑 將再次 加快 。 這也是對(duì)上海市 第九 醫(yī)院 骨科 團(tuán)隊(duì) 多年 來(lái)致力于 3D打印 相關(guān) 技術(shù) 臨床 應(yīng)用 的鼓勵(lì) 和肯定 。目前 ,上海市 第九 醫(yī)院 已在髖關(guān)節(jié) 、膝關(guān)節(jié) 、腕關(guān)節(jié) 、踝關(guān)節(jié) 、胸骨 等復(fù)雜 骨科手術(shù) 中應(yīng)用 3D打印 個(gè)性化 金屬 植入物 。并擴(kuò)大 了其在口腔醫(yī)學(xué) 、眼科 、整形外科 、神經(jīng)外科 、耳鼻喉科 等領(lǐng)域 的應(yīng)用 。
上海 第九 醫(yī)院 和上海交通大學(xué) 也通過(guò) 多年 的研究 和應(yīng)用 實(shí)踐 ,合作 培養(yǎng) 了一大批 “醫(yī)工 互動(dòng) ”人才 ,形成 了“醫(yī)工 合作 ”的個(gè)性化 治療 團(tuán)隊(duì) ,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(yī)院 骨科 起步 的上海市 第九 人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué) 3D打印 創(chuàng)新 研究中心 ,現(xiàn)在 不僅 是醫(yī)學(xué) 3D打印 遠(yuǎn)程 咨詢中心 ,也是科技創(chuàng)新 研發(fā)中心,擁有 3D打印 機(jī)等各種 軟硬件 設(shè)施 ,用于 醫(yī)生 和科研人員 進(jìn)行 醫(yī)學(xué) 3D打印 的前沿 研究 、設(shè)計(jì) 和生產(chǎn) 。
作為 “總部 ”,這里 設(shè)立 了一個(gè) 遠(yuǎn)程 咨詢中心 ,與分布 在中國(guó) 各地 的20 多個(gè) 分中心 實(shí)現(xiàn) 無(wú)縫連接。在行業(yè) 內(nèi),人們 更愿意 將這些 帶有 3D打印 的個(gè)性化 植入體 稱為 “智能 骨骼 ”,不是說(shuō)這些 骨骼 有多智能 ,而是 說(shuō)3D打印 技術(shù) 可以 “打印 ”患者 相關(guān) 部位 的3D 模型 、3D打印 手術(shù) 指南 、金屬 或高分子 3D打印 植入體 ,能夠 更準(zhǔn)確 地滿足 不同 患者 的特殊 臨床 需求 。
當(dāng)然 ,說(shuō)到上海市 第九 醫(yī)院 骨科 ,“腦洞 ”可以 開得更大 ,這里 的氛圍 是想生成 ,勇于 實(shí)踐 。 戴茂榮院士 認(rèn)為 ,生物 打印 結(jié)合 組織 工程技術(shù) 是未來(lái) 3D打印 技術(shù) 發(fā)展 的下一個(gè) 重要 方向 。
想象 一下 ,如果 在印刷品 中加入 干細(xì)胞 和相應(yīng) 的生長(zhǎng)因子 ,印刷品 可以 發(fā)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(yī)學(xué) 和藥物篩選的發(fā)展 做出 不可估量 的貢獻(xiàn) 。