每个 普通人 都有 相同 数量 的骨骼 和关节 ,但没有 两个 人的骨骼和关节 的发育 和形状 是相同 的。
一旦 骨骼 因外力 或疾病 而缺失 ,修复 人体 各种 缺失 的骨骼 就不像 去4S 商店 保养 那么 容易 了。在使用 人工 假体 替换 患病 的骨骼 和关节 时,我们 经常 会遇到 由于 个体差异 导致 匹配 不准确 的问题 。
在上海交通大学 医学院 附属 第九 人民医院 骨科 ,智能 医生 利用 3D打印 技术 打造出 可以 根据 个人 需求 量身定制 的“智能 骨骼 ”,以及 个性化 的“私人定制 ”。这是 一项 划时代 的技术 ,它打破 了用少数 标准 假体 修复 各种 骨关节 病变 的传统 局面 ,将“个性化 ”的精确 修复 或替代 治疗 推向 了一个 新的高度 。
如今 ,上海交通大学 医学院 附属 第九 人民医院 (以下简称 上海 第九 医院 )已成为 3D打印 技术 的“重镇 ”,并建立 了服务 上海 乃至 全国 的3D打印 咨询中心 和创新 研究中心 。
在这 背后 ,与新中国 同龄 的上海市 第九 医院 骨科 ,一路 乘风破浪 ,开拓创新 。
“救命 !” 这是 来自 新疆 天山脚下的求助 信息 。 一位 哈萨克 患者 艾娜 (化名 )骨盆 有一个 巨大 的肿瘤 。 她需要 切除 肿瘤 来挽救 生命 ,需要 面对 截肢 的结果 。 还有 其他 机会 吗?
回到 五年 多前,54岁的艾娜 走路 时感到 右臀部疼痛。 四年 前,她去当地 医院 做了 “右股骨头坏死 ”手术 。 手术后 一年 半,艾娜 右髋疼痛 不适 。 当地 医院 又给她做了 手术 ,局部 病变 组织 送病理检查,表明 是软骨肉瘤 。 2020年 初,艾娜 再次出现 右臀疼痛 。 照片 显示 她的骨盆肿瘤很大 ,手术 极其 困难 。
据多方 查询 ,Ina听说 上海市 第九 人民医院 骨科 还有 其他 方法 。 中国工程院 院士 戴茂荣教授 和骨科 教授 郝永强 利用 3D打印 技术 解决了骨科 领域 的诸多 医学 难题 ,尤其是在骨盆 肿瘤的治疗 方面 。
那是 新冠肺炎疫情 最严重 的时候 ,但艾娜 的病无法忍受 家人 的犹豫 。 他们 几经周折 来到 上海 ,预约 了上海市 第九 医院 骨科 郝永强 教授 的专家门诊 。操作 很难 ,但也不是不可能 !
郝永强 教授 团队 结合 CT 、MRI 等检查数据 ,为Ina量身定制 了基于 3D打印 的“三位一体 ”个性化 方案 ,成功 切除 右侧 半骨盆肿瘤+精准 安装 3D打印 定制 半骨盆 假体 。 这次手术不仅 使她免于 截肢 ,还救了她的命。
2020年 9月 ,艾娜 随家人 回到 上海市 第九 医院 ,反复 感谢 郝永强 教授 的团队 和3D打印 中心 的工作人员 ,缅怀 她的救命恩人 。这是 上海九院 骨科 邓永强 教授 队在戴荣院士 的指导 下近年来 深入开展 的医务人员 交叉 合作 。 国际 上率先 将3D打印 技术 引入 个性化 重塑 假体 研发 中,打造 3D打印 个性化 病灶 模型 、个性化 手术 辅导 板、个性化 3D打印 重塑 假体 三位一体 个性化 治疗 模式 ,使传统 难治 的骨性肿瘤 等复杂 骨性疾病 有了 新的治疗 规范 ,进入了更加 精准 的个性化 医疗 时代 。医学史 上历史 的进步 ,量增加 到一定 程度 才迎来 质的变化 ,上海九院 骨科 在3D打印 技术 上的突破 也至少 超过 了30年。现代 人工关节 诞生 发展 于20世纪 中期 ,在骨科技 发展史 上具有 里程碑 意义 。
早期 ,同样 的假体 几何 形态 基本一致 ,尺寸 差异 不足 10 种。 之后 ,假体 的设计 不断改进 ,构成 假体 的部件 有很多规格 ,在连接 部设计 了更多 的调节 接口 。 即使如此 ,也无法 获得最佳 部件 和组合 ,很难 实现 最佳化 重建 。 尤其 对骨盆 明显 解剖 畸形 、肿瘤 、骨盆 恶性骨肿瘤 等患者 ,为保证 手术 的彻底性 ,减少 复发 ,手术 医师 需个性化 实施 多种 根治术 ,扩大 根治 范围 ,商业 积木 式假体 难以 与缺失 解剖 完全 匹配 。面对 不可避免 的个人 重建 手术 ,医生 有两种 选择 。 一个是以通常 的假体 为基础 ,对相关 的骨性结构 进行 适当 的修整 ,通过 修整 骨骼 来适应 假体 。 第二 是个性化定制 ,通过 预先 设计 ,制造 符合 个人 需求 、完美匹配 、能够 顺利 植入 体内 的植入物 。 戴荣院士 表示 ,骨科 个性化 治疗 作为 先进 的治疗 理念 ,促进 了假体 设计 和制作 技术 的进步 。 他自己是这个 新治疗 理念 的探索者 、实践者 、领导者 。
上世纪80年代 ,3D打印 技术 兴起 ,当时 被称为 快速 原型 技术 。 在计算机辅助 设计 和加工 (CAD 和CAM )技术 和先进 的影像学 手段 的帮助 下,将二维 影像 重叠 成立 体实物 ,实现 了下一代 个人化 的人工关节 设计 和制作 的数字技术 。 戴戎院士 是我国最早接触 3D打印 技术 的医学专家 之一 。 上海 第九 人民医院 骨科 对个人 植入物 的研究 始于 1980 年代 。
戴荣教授 与时任 上海交通大学 精密机械 系主任 的王成 岛教授 在烟台 人工关节 学术会议 上结识 ,30 多年 来,两人 一直在两个 部门 和人工关节 的个性化定制 中进行 着合作 。他们 试图 将计算机辅助 设计 和加工 制造技术 引入 个性化 假体 制造 领域 ,初步 建立 面向 临床 的个性化 植入物 数字 制造 系统 ,合作 产品 取得 定制 型人工关节 的生产许可证 ,为越来越多 的困难 病例 重建 运动 和负载 功能 提供 定制 。
2013年 ,上海交通大学 医学院 附属 第九 人民医院 成立 了3D打印 技术 临床 改造 中心 ,成立 了医疗 与工业 工作 相结合 的研发团队 ,购置 了各种 材质 和规格 的医用 3D打印 设备 ,并在全国 20 多家 医院 设立 了分中心 ,通过 上海 第九 医院 的辐射 带动 全国各省市。
2016年 ,上海交通大学 医学 3D打印 创新 研究中心 揭牌 ,进一步 推动 了3D打印 技术 的发展 。伴随 着新中国 和中国共产党 成长 起来 的,在业内 屡创先例 。上海市 第九 医院 骨科 的历史 不长也不 短,和新中国 一样 的年代 而已 。上海交通大学 医学院 附属 第九 人民医院 ,原名 伯特利 医院 ,始建 于1920年。 直到 1949年中华人民共和国 成立 ,这家 医院 才设立 了骨科 诊所 。
多年 来,上海 第九 医院 骨科 一直在发展壮大 。 戴茂荣,骨科 骨科学 与生物力学 专家 ,中国工程院 院士 ,上海市 第九 医院 骨科 学科带头人 。 在他的领导 下,经过 几代人 的努力 和创新 ,上海 第九 医院 骨科 已发展 成为 一个 拥有 五个 病房 、200 多张 床位 的一流 骨科 临床研究 中心 ,集临床 诊疗 、科研 教学 于一体 ,在关节 、脊柱 、创伤 、肿瘤 等领域 形成 专业 特色 ,在国内外 享有盛誉 。
上海市 第九 医院 骨科 目前 是国家 重点学科 、国家 211工程重点学科 、卫生部 国家 临床 重点 专业 、上海市 医学 领军 学科 、上海市教委 重点学科 、上海市 关节 外科 临床医学 中心 ,并附多个 高端 科研 转化 平台 。
上海市 第九 医院 骨科 像航母 一样 ,由关节 外科 、运动医学 、创伤骨科 、脊柱外科 、骨肿瘤 与骨病 、踝关节 骨科 等研究组 组成 。 诊疗 范围 涵盖 各类 骨科疾病 ,有戴、、、、吴海山 、、郝永强 等一批 在关节 、脊柱 、创伤 等领域 造诣 深厚 的著名 医学专家 和教授 。 他们 在国内外 享有 很高的声誉 ,曾担任 过中国 骨科 学会 、亚太 人工关节 学会 、国际 内固定 学会 (AO )等国际 学术 组织 的主席 、秘书长 和中国主席 。, 并担任 中华医学会 、中华医学会 骨科学 分会 等全国 骨科 学术委员会副主席 、常委 、主任委员 、学术 组组长 等重要 学术 职务 。善于运用 新技术 ,大胆 创新 ,是戴茂荣院士 领导 的上海交通大学 医学院 附属 第九 人民医院 骨科 的一贯 传统 。
早在1978年,戴茂荣就从上海 钢铁 研究院 杨海波 工程师 那里 了解 到,有一种 镍钛合金 ,已经 被用于 制造 航空 、航天 、输油管道 等零部件 ,具有 “记忆 ”其产品 原始 形状 的功能 ,在低温 下可以 改变 形状 ,加热 后可以 恢复 到原来 的形状 。经过 三年 的合作 ,戴茂荣院士 与的工程师 和上海 第六 外科 器械 公司 周的技术人员 一起 ,发明 了享誉 国内外 的形状记忆 加压 钉,解决了经关节 骨折治疗 中的难题 。 该队获得 国家 发明 二等奖 。
后来 ,他们 发明 了形状记忆 锯齿 抱臂 装置 ,开创 了形状 记忆合金 在国内外 的医学 应用 。 戴茂荣在名古屋 形状 记忆合金 国际会议 上被授予 形状 记忆合金 医学 应用 创始人 金杯 。20世纪 80年代 ,戴茂荣及其 团队 在步态分析 、平衡 功能 测量 、国产 骨水泥 、多孔 表面 人工关节 、内固定 应力 屏蔽效应 、无机 骨水泥 实验 研究 等方面 取得 了创新性 研究成果 。
戴茂荣院士 与时俱进 、勇于创新 的精神 ,影响 了上海市 第九 医院 几代 骨科 人才 的成长 和进步 ,多次 开创 行业 先河 。为了 全世界 的利益 印刷 《智慧 骨》。2019年 1月16日 ,上海市 第九 医院 骨科 迎来 了又一个 重要 时刻 。 这一天 ,由中国工程院 戴茂荣院士 和王金武 教授 领导 的团队 研发 的“定制 添加剂 制造 膝关节 矫形器 ”在上海市 药品监督管理局 验收 中心 获得 二级 医疗器械 注册证书。 这是 上海 启动 医疗器械 注册 人试点 制度 以来 ,科研 企业 首次 申请 医疗器械 注册证书。 这项 技术 涉及到 3D打印 技术 ,将为患者 提供 更加 个性化 的医疗服务 。这是 上海交通大学 医学院 附属 第九 人民医院 戴茂荣院士 、王金武 教授 经过 多年 研发 和临床 积累 改造 的结果 。 由戴茂荣院士 和王金武 教授 领导 的数字 医学研究 小组 多年 来一直 致力于 3D打印 辅助 标准 、金属 打印 标准 和生物 打印 标准 的研究 。 这次 获得 注册证书,意味着 注册 人可以 开始 相应 的委托 生产 程序 ,使产品 尽快 上市 ,服务 于临床 和患者 。医疗器械 事关 生死 。 按照 我国 的相关 规定 ,拿到 注册证 并不代表 获准 上市 。
但在这个创新项目 前后 不到 半年 的时间 内拿到 产品注册证,进入 委托 生产 环节 ,意味着 离产品 上市 最终 获批 又近了一步 ,生产 、学习 、科研 、医药 的产业转型之路 无疑 将再次 加快 。 这也是对上海市 第九 医院 骨科 团队 多年 来致力于 3D打印 相关 技术 临床 应用 的鼓励 和肯定 。目前 ,上海市 第九 医院 已在髋关节 、膝关节 、腕关节 、踝关节 、胸骨 等复杂 骨科手术 中应用 3D打印 个性化 金属 植入物 。并扩大 了其在口腔医学 、眼科 、整形外科 、神经外科 、耳鼻喉科 等领域 的应用 。
上海 第九 医院 和上海交通大学 也通过 多年 的研究 和应用 实践 ,合作 培养 了一大批 “医工 互动 ”人才 ,形成 了“医工 合作 ”的个性化 治疗 团队 ,建立 了3D打印 接待 中心 和制作 后期处理 中心 。
值得一提的是,由上海市 第九 人民医院 骨科 起步 的上海市 第九 人民医院 医学 3D打印 创新 研究中心 ,现在 不仅 是医学 3D打印 远程 咨询中心 ,也是科技创新 研发中心,拥有 3D打印 机等各种 软硬件 设施 ,用于 医生 和科研人员 进行 医学 3D打印 的前沿 研究 、设计 和生产 。
作为 “总部 ”,这里 设立 了一个 远程 咨询中心 ,与分布 在中国 各地 的20 多个 分中心 实现 无缝连接。在行业 内,人们 更愿意 将这些 带有 3D打印 的个性化 植入体 称为 “智能 骨骼 ”,不是说这些 骨骼 有多智能 ,而是 说3D打印 技术 可以 “打印 ”患者 相关 部位 的3D 模型 、3D打印 手术 指南 、金属 或高分子 3D打印 植入体 ,能够 更准确 地满足 不同 患者 的特殊 临床 需求 。
当然 ,说到上海市 第九 医院 骨科 ,“脑洞 ”可以 开得更大 ,这里 的氛围 是想生成 ,勇于 实践 。 戴茂荣院士 认为 ,生物 打印 结合 组织 工程技术 是未来 3D打印 技术 发展 的下一个 重要 方向 。
想象 一下 ,如果 在印刷品 中加入 干细胞 和相应 的生长因子 ,印刷品 可以 发育成 具有 生物活性的组织 甚至 器官 ,如皮肤 、角膜 、支气管 、膀胱 、肝脏 、肾脏 、骨骼 、软骨 等。, 这将为再生医学 和药物筛选的发展 做出 不可估量 的贡献 。