October 6 University教授Mahmoud：英國和埃及3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

來源： SAMA國際論壇

2019年8月16日，由上海市經(jīng)濟和信息化委員會指導(dǎo)，上海市增材制造協(xié)會主辦的第四屆SAMA國際論壇暨2019一帶一路3D打印與智能制造年會在上海盛大開幕。來自中國、美國、英國、法國、德國、韓國、新加坡、以色列、瑞典、埃及、印度、捷克等不同國家和地區(qū)的近百位全球頂級專家、行業(yè)領(lǐng)袖以及800余位企業(yè)代表蒞臨大會，探討智能制造和3D打印行業(yè)發(fā)展，展示和交流智能制造和3D打印技術(shù)在航空航天、生物醫(yī)療、汽車、模具、文創(chuàng)、影視及消費品等領(lǐng)域的應(yīng)用。

埃及October 6 University教授Mahmoud Hafez應(yīng)邀出席并做主旨報告。

我在英國和埃及兩個國家都在工作，跟大家講講現(xiàn)在醫(yī)學應(yīng)用現(xiàn)狀和未來趨勢。首先跟大家講一講兩個國家在醫(yī)學領(lǐng)域應(yīng)用的一般情況。英國在歐洲具有強大的經(jīng)濟，埃及在非洲是發(fā)展很快的經(jīng)濟國家，所以這是一個總體的背景。兩個國家的衛(wèi)生局是不一樣的，在英國我們有NHS，健康衛(wèi)生部是在二十世紀四十年代所建立的，在現(xiàn)在它主要的使命和工作是為英國的人民提供完整的醫(yī)學的保險。在埃及是不一樣的，在英國私人的衛(wèi)生領(lǐng)域參與度是很小的10%，但是在埃及跟它比起來，首先不會為所有的人口來提供衛(wèi)生的服務(wù)，并沒有衛(wèi)生部。在埃及私營領(lǐng)域提供醫(yī)療保險，所以在埃及主要是私營領(lǐng)域來參與，在埃及患者有許多人是買不起醫(yī)療保險，主要是因為埃及的衛(wèi)生部所提供的質(zhì)量并不是很好。

    另外一個差別是決定是否使用3D或者其他技術(shù)的部門是不一樣的。在英國有許多的協(xié)會，比如說他們有國家臨床技術(shù)研究所會去頒發(fā)相應(yīng)的指南，規(guī)定哪些技術(shù)可以使用，哪些技術(shù)是不能使用的。同時還有一些醫(yī)療的協(xié)會，比如說BMA等等，這樣的協(xié)會都會出版相應(yīng)的指南，這些指南會知道我們的醫(yī)生哪些技術(shù)可以使用，哪些技術(shù)是不可以使用。所以是由NHS決定的，并且我們也知道這些醫(yī)院有醫(yī)院的理事會和董事會，董事會也會對一些事情有決定權(quán)。但是跟它相比較在埃及我們看到高費用的服務(wù)和低費用的服務(wù)之間的差距還是比較大的，我們也知道對于私營領(lǐng)域來說一般是由利益驅(qū)動的。所以我們的患者要挑選自己能夠負擔得起的服務(wù)，決定可以由外科醫(yī)師來決定。除非衛(wèi)生部想要作出相應(yīng)的服務(wù)。

    關(guān)于現(xiàn)在的狀況，在英國由于國家衛(wèi)生部所做的是否使用技術(shù)的決定可以達成全國范圍內(nèi)的統(tǒng)一性，并且在英國主要的目標是安全和成本高效。主要決定的因素產(chǎn)品是否是安全產(chǎn)品，它是否非常的經(jīng)濟。因此所有的技術(shù)并不會非常容易就被采納，除非能夠去符合這兩個目標。在埃及則是不一樣的，埃及可能領(lǐng)先英國使用一些新的技術(shù)。因為埃及不斷在搜索搜尋新的技術(shù)，這和英國是不一樣的。

   

因為在醫(yī)學的領(lǐng)域它和工程師不一樣的，在醫(yī)學如果有新的技術(shù)，這個技術(shù)是可以應(yīng)用的，或者是非常容易就可以去使用的話，并不意味著這樣的技術(shù)就一定能夠在醫(yī)學領(lǐng)域使用，因為我們知道醫(yī)療最重要的就是安全。比如說做手術(shù)我們可以用機器人來進行手術(shù)，比如說可以去進行髖關(guān)節(jié)的置換，但是如果很貴的話要花100萬美金，或者做的并不能夠像外科醫(yī)生做的一樣好，那可能就不能使用。另外一方面機器人用它進行手術(shù)如果有一些風險我們也不會不用它。因此我們必須要夠現(xiàn)實，這和工程師，醫(yī)學的醫(yī)生對于3D打印感到非常激動，他們覺得可以打印一些器官，比如說心臟，可以解決所有醫(yī)學目標，但是這不現(xiàn)實。我們必須要在真正的實際的實踐，也可以真的使用的，以及哪些我們的夢想，我們的理念，思想要區(qū)分開來。同時我們要區(qū)分出哪些是可以應(yīng)用的，有一些在實驗室當中可以操作，但是在實際的使用當中是不可以的，另外我們要區(qū)分開哪些是有用哪些是沒有用的，使用機器人或者其他的一些3D材料還有成本高效，必須要反復(fù)問自己一個問題，這樣新的技術(shù)你要去了解新的技術(shù)的成本和花費，是否能夠大范圍使用。

   

3D打印的應(yīng)用有不同的程度，有一些3D打印可以作為標準的應(yīng)用。可以解決某一個疾病，可以作為LG使用，我們會去看是不是能夠廣泛普遍使用，有一些3D打印可以作為選擇性模式，其他的治療方法可以作為傳統(tǒng)的，3D可以作為替代性偶爾使用的治療方法。另外我們可以在實驗室的實驗去使用，比如說有一些在患者身上應(yīng)用沒有取得FDA或者其他認證，他們還是需要進行更多的實驗。我們要進行更多的研究，了解一下最終的結(jié)果，了解是否能夠獲得相應(yīng)的認證。還有在實驗中使用，在實驗室中或者在動物身上進行實驗。還有一些其他3D打印的應(yīng)用，比如說創(chuàng)新性、創(chuàng)造性的應(yīng)用，但是還沒有真正的使用，有點像未來主義。所以我們在舉例一些標準化，比如說教育，我們并不會對患者進行真的使用3D打印，但是我們在教育過程中培育一些新的年輕醫(yī)生的時候可以使用3D打印解剖模型，我們就可以使用3D打印出的模型培訓醫(yī)生實際的操作，比如說在口腔當中可以去使用。在口腔科當中3D打印的模型是作為常規(guī)的模型，我們還可以使用上頜面使用或者外科整形科使用，或者取病學神經(jīng)手術(shù)神經(jīng)外科等等，我們可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都是在規(guī)劃下，也就是說你只是在規(guī)劃使用，在規(guī)劃一個手術(shù)的時候，我們會獲得CTMRI的影象幫助醫(yī)生來進行規(guī)劃。我們就可以用3D打印出模型，并不是在手術(shù)的實施過程中使用的，而是在手術(shù)前幫助我們來進行手術(shù)的計劃。比如說在這里一個上頜面的模型，因為在上頜面的應(yīng)用在未來可以作為常規(guī)的應(yīng)用，另外一個比如說我自己，90%我做的手術(shù)都會使用3D打印進行規(guī)劃，明天我也會做更加詳細的演講，在明天的論壇當中。我們會把它作為指導(dǎo)進行放射治療，或者在疾病學當中去使用。因為腫瘤非常復(fù)雜，我們可以用3D打印模型進行規(guī)劃，這是非常有用的實踐應(yīng)用。

對于剛才我講到的這些應(yīng)用的場景，在英國也是有所使用的，他們在埃及也是有所使用的，所有的私人醫(yī)院或者公立醫(yī)院都會使用。在發(fā)展中的國家可能有一些零部件或者是機械機器，或者是非常小的醫(yī)療的設(shè)備儀器，如果說你要進口比較困難，或者是因為花費非常高，你不太能夠去購買，我們就可以使用。在這里顯示出經(jīng)常使用的3D打印，因為花費相對來說比較少。這是我想跟大家解釋，為了解釋不同程度的使用情況，想讓大家更好的了解一下現(xiàn)在有哪些應(yīng)用場景。比如說假肢，經(jīng)常會使用3D打印。英國和埃及兩個國家都是使用的。這是另外一個替代性的治療，比如說在這里是破碎的顱骨，我們可以用定制的3D打印的鈦替代物。在中國我知道也有所使用，在埃及也使用，但是使用非常有限。但是在英國使用的比較多這項技術(shù)。早期的應(yīng)用比如說在心臟學當中有一個CT TAVI，他們有一個軟件會用3D打印，比如說會用它來打印出主動脈膜。患者主動脈膜功能有缺陷，我們就可以使用這樣的技術(shù)。你可以經(jīng)過血管進入心臟，進入心臟的瓣膜，你就可以用3D打印進行實驗，或者是使用3D打印出的模具看一下是否契合患者，或者僅僅是用3D打印進行計劃規(guī)劃完成非常困難的任務(wù)。因為這個任務(wù)非常困難，我們會使用軟件進行規(guī)劃避免使用和我們患者不契合的瓣膜。我們用3D打印就能夠幫助我們進行手術(shù)。我在英國的醫(yī)院就會有所使用，但是現(xiàn)在埃及還沒有使用，在美國已經(jīng)使用幾年，最近剛剛在英國開始使用，但是在埃及還沒有使用，因為埃及很貴。

這也是我們3D打印的應(yīng)用，心臟的瓣膜，3D打印可以預(yù)測心臟瓣膜旁漏具體的位置，并且旁漏的大小。我們在圣地亞哥有專門的測試預(yù)測心臟的瓣膜旁漏。這也是我們做的實驗，這個實驗在埃及沒有做，即便在英國目前還是沒有的。在埃及沒有，在英國也是沒有的，目前依然還在我們的實驗階段，目前沒有能夠具體成型。用3D打印可以把皮膚直接打印在你燒傷的傷口上，從而彌補你的皮膚。掃描傷口產(chǎn)生大小相似感覺的連接皮膚層，把它掃描你就知道你的皮膚大小，產(chǎn)生大小相似的皮膚層，從而來覆蓋原來的皮膚，填充皮膚傷口上缺失的皮膚層，這個技術(shù)是很有前景的技術(shù)，特別會有一些皮膚燒傷的受害者，他們需要皮膚的重生。因為每年的皮膚受害者還是會很多，對此來說應(yīng)用前景是很大的。從未來的視角來看，3D技術(shù)也可以充分利用未來的科技，當然這是未來的，不是屬于現(xiàn)在的，我想可能幾年之后也許就可以成形的。比方說再十年左右，我們可能打印出真正的固體器官，比方說人的肝臟、心臟，你的腎或者你器官的一部分，直接來進行應(yīng)用，這個前景還是非常好的。但是不是現(xiàn)在而是未來，未來除了能夠打印出真正器官之后問題也會來，比方說會不會出現(xiàn)買賣器官的情況，這種倫理問題是需要我們注意的。

我是一個研究人員，就是做這方面的研究和實驗，同時我也在學術(shù)圈當中有一定的影響力。這是在英國卡迪夫大學和兩位教授一起合作，一位是做整形外科，還有一位是做工程的。我們一起共同指導(dǎo)3D打印方面的博士研究生，比方說運動員受傷的時候，或者腿部有一些曲折的時候，對于運動員來說我們研發(fā)3D打印技術(shù)幫助運動員可以更加精準置換運動員需要置換的損害的關(guān)節(jié)的方面，會做骨外科就是整形外科。同時還會做其他的一些應(yīng)用，我們可以用一些新材料，比方說做膝關(guān)節(jié)的置換術(shù)，用3D打印比現(xiàn)在所用的更為便宜，相對來說性價比更高，這是我們所做的3D打印合作項目。在卡迪夫大學我們有很好的儀器設(shè)備，有相應(yīng)的機器，同時也有一些大的機器，包括SLS和SLA大的機器在卡迪夫大學保證研究。

這是另外一所大學，在伯明罕大學做的增材制造，我們在伯明罕大學，大家看中間的圖片，這是我們小型的激光機器，主要是用作空間應(yīng)用，所以3D打印能夠在小型的空間中用起來�；脽羝�的右側(cè)是精準化醫(yī)療設(shè)備中心，在伯明罕大學和一家公司做跨學科研究開拓增材制造的潛力，主要用在醫(yī)療器械方面解決未來疑難雜癥問題創(chuàng)造全新的合作，從而提升人們的生活質(zhì)量，這就是我的一些工作，既是研究也是應(yīng)用。這是在2015年發(fā)表的一系列論文，我們做的3D打印醫(yī)療應(yīng)用，從2004年開始有一個3D打印的工作就開始做了，講的是埃及中央冶金研究所的工作，我與研究所的合作是從2008年開始的。這是目前在埃及使用MRP，包括具體的執(zhí)行，數(shù)字基本上出現(xiàn)比較大的增長，甚至數(shù)幾倍的增長。這是我們3D打印在埃及的運用，3D打印有很多的運用，特別是在醫(yī)學的植入方面的應(yīng)用，埃及曾經(jīng)在2011年發(fā)生了很多暴力事件，那時候患者有骨折，3D打印就會發(fā)揮很多的作用，能夠有金屬植入物的應(yīng)用，包括上頜和下頜假體。下面是我們一些研究方面的工作，做的是生物相容性的材料，用于關(guān)節(jié)置換手術(shù)，這是明天也會要講的用的全關(guān)節(jié)置換術(shù)，我們?nèi)�掃描你的關(guān)節(jié)。這是另外的幻燈片，做關(guān)節(jié)置換術(shù)需要300片完成關(guān)節(jié)置換術(shù)，現(xiàn)在可能需要兩片。以前是72個步驟，要鉆孔等等。而我們用3D打印就不需要這么多步驟，不會產(chǎn)生太多的創(chuàng)傷。從而減少創(chuàng)傷性的影響，原來需要400個置換，現(xiàn)在我們能夠?qū)崿F(xiàn)更好的效果，在我們所完成400例當中沒有一例后來因為復(fù)發(fā)而出現(xiàn)死亡，也不會有后續(xù)太多的復(fù)發(fā)或者綜合癥。