廣東醫(yī)學(xué)3D打印工程中心歐陽漢斌：醫(yī)學(xué)3D打印研究平臺的建設(shè)及應(yīng)用

2020年8月20日-21日，中國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展蕪湖（繁昌）高峰論壇暨2020年中國增材制造產(chǎn)業(yè)年會在安徽蕪湖市舉行，此次年會由工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心、安徽省經(jīng)濟和信息化廳、蕪湖市人民政府指導(dǎo)，中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦，繁昌縣人民政府協(xié)辦，南極熊作為支持媒體對本次會議進行了直播。


在“增材制造與醫(yī)療應(yīng)用推進論壇”上，廣東省醫(yī)學(xué)3D打印工程技術(shù)研究中心  歐陽漢斌做了《醫(yī)學(xué)3D打印研究平臺的建設(shè)及應(yīng)用》的演講，下面是現(xiàn)場文字速記。

歐陽漢斌：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、同行下午好。受黃院長的委托，下午我來跟大家分享一下我們醫(yī)學(xué)3D打印研究平臺的建設(shè)以及應(yīng)用。我們平臺的學(xué)術(shù)帶頭人是我們尊敬的鐘世鎮(zhèn)院士，也是我們現(xiàn)代臨床應(yīng)用解剖學(xué)的奠基人，也是我們國家數(shù)字醫(yī)學(xué)的一個最早一輩的倡導(dǎo)者，這是我們團隊的黃文華教授，他是我們中國醫(yī)學(xué)3D打印委員會的主任委員。

我們依托單位是南方醫(yī)科大學(xué)，我們的醫(yī)學(xué)3D打印實際上依托的是三個國家重點的一個平臺，包括我們的人體解剖學(xué)重點學(xué)科還有國外重點學(xué)科還有國家級的虛擬仿真實驗室。這是我們團隊的平臺的架構(gòu)。

研究方向我們分三個，一個是臨床應(yīng)用解剖學(xué)，以臨床應(yīng)用為導(dǎo)向的解剖研究。還有醫(yī)學(xué)骨科，還有數(shù)字醫(yī)學(xué)3D打印。相對來講是一個基礎(chǔ)和臨床過渡的階段。鐘院士開辟了我們過程人體解剖學(xué)這門古老的學(xué)科里一個新的研究領(lǐng)域，就是以臨床應(yīng)用為導(dǎo)向的一個解剖形態(tài)的理論體系。

這是鐘院士之前做的一個心冠狀的一個標本，這對我們臨床科等的數(shù)字方面的設(shè)計提供了很多理論依據(jù)。包括我們顱腦外科。種種這些管道鑄型的標本可以為我們特別是像肝膽外科的腫瘤切除等微創(chuàng)術(shù)達到一個腫瘤切除的效果。這是頭顱和面部解剖的標本。
△醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)模型打印

在過去的一系列的研究積累下，我們也建立了享譽世界的人體解剖博物館，每年吸引很多人來參觀，標本達到1600多件，實際上是一個比較大規(guī)模的人體博物館。這個博物館也是享譽世界的，得到了國外很多學(xué)者的高度的贊譽。我們世界比較標準的塑化標本之父也來參觀我們的博物館。

通過基礎(chǔ)的研究，我們跟原來南方院合作，首創(chuàng)了很多的高難度的技術(shù)。重新再造的手指獲得了比較滿意的術(shù)后康復(fù)。包括四肢的一些救治，這都離不開我們解剖學(xué)的基礎(chǔ)理論和研究成果。

在外科領(lǐng)域鐘院士來提出了一個世界首創(chuàng)的股前外側(cè)皮瓣，用我們外科醫(yī)生的話來講，它是一個比較萬能的皮瓣，它手術(shù)的成功率達到95%以上。陳院士也對皮瓣高度贊賞。這是國際權(quán)威的專著提出，這是非常有應(yīng)用價值的皮瓣。相關(guān)的成果出版了很多，專著有近30部。

第二個研究方向就是醫(yī)學(xué)生物力學(xué)這塊，由原來的重點實驗室從2005年一個大學(xué)轉(zhuǎn)為廣東省重點實驗室進行管理，從過去神州六號十號返回艙提供的一些人體沖擊損傷參數(shù)引用到民用的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。也建立了一系列跟人體標本，依托人體結(jié)構(gòu)標本建立了很多檢測平臺。

到臨床，我們也面向了臨床機構(gòu)，特別是和很多國外著名的專家，他們在臨床一線長期進行應(yīng)用探索，也形成了自己的想法，我們這個實驗室也是一個開放的平臺，跟這些專家進行技術(shù)合作。他們把他們對臨床的思考以及一些新的改良想法會和我們一起分享進行討論及檢測。

這是機械的一些研究，骨盆、上肢。3D打印很多專家并不陌生，我們跟打印學(xué)的一些測試也進行了初步的探索，獲得了一些比較有價值的數(shù)據(jù)。

從2004年開始，鐘院士帶領(lǐng)團隊往數(shù)字醫(yī)學(xué)這塊進行探索，我們數(shù)字醫(yī)學(xué)這塊呈象來自于影像學(xué)提取出來的二維數(shù)據(jù)并且轉(zhuǎn)化成虛擬的三維模型，這就為我們的3D打印提供了一個比較好的數(shù)據(jù)的支撐。
△虛擬仿真設(shè)備系統(tǒng)與3D打印技術(shù)結(jié)合

從那個時候項目獲得了一些成果就能夠用在我們的3D打印這塊，也助力了我們醫(yī)學(xué)3D打印的后續(xù)的研究和應(yīng)用。這也是我們在2011年的項目，對血管進行一個仿真的研究。相關(guān)的課題的成果也獲得了很多獎項。到了2014、2016這幾年，也是從那個時候開始增材制造慢慢從名稱上更多地被別人提及到，提到了我們老百姓的日常包括媒體、新聞這塊。它以3D打印的熱詞的形式走進了我們的生活，增材制造很多行業(yè)內(nèi)的專家都知道，這不是這幾年的事情。

總理聽取了先進制造與3D打印報告，緊隨著國家產(chǎn)業(yè)推進計劃發(fā)布，在2016-2017年科技部也發(fā)布了重點研發(fā)計劃的一個專項。國外的咨詢服務(wù)協(xié)會它們的預(yù)估，3D打印在我們醫(yī)療市場的份額能夠有15.1%，實際上它的個性化需求在我們臨床的應(yīng)用中確實是占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋壤��?D打印用在醫(yī)療這塊有核心的優(yōu)勢，一個是像我們的個性化定制，這跟我們解剖的個體化差異是緊緊相扣的，還有一個就是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造，比如說以往傳統(tǒng)的加工制造不出來的一些微觀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它能夠從容面對這些結(jié)構(gòu)的制造的需求。
△3D打印植入醫(yī)療器械

整個它來到我們的醫(yī)療領(lǐng)域的話是具有比較強大的產(chǎn)業(yè)推動效應(yīng)的。這是3D打印個性化的骨修復(fù)的植入物。除了個性化的器械以外，它也能小批量的定制化地生產(chǎn)一些我們需要的外科機械，更主要的還是它跟我們的個體化的需求更加吻合。我們工程中心能夠提供一些相關(guān)的設(shè)備和材料的來源，前期在國內(nèi)一些比較知名的醫(yī)療機構(gòu)初步開展了一些3D打印個性化的植入的臨床應(yīng)用的研究。

初步來講，像我還是比較滿意的。像3D打印對胸廓部位的惡性腫瘤，數(shù)字化技術(shù)給我們提供了一個很直觀的病變顯示，在沒有現(xiàn)有假體的情況下，我們還是通過個性化的假體設(shè)計以及3D打印成形，把惡性腫瘤完整切除并且修復(fù)患者的外觀。

在3D打印的研究中，我們還對3D打印表面的處理技術(shù)進行了產(chǎn)業(yè)化項目的研究。在手術(shù)當(dāng)中理論的發(fā)展也是通過3D打印進行一些前期的探索。這種模型打印還有術(shù)前規(guī)劃這塊，在國外近幾年來還是比較普遍應(yīng)用的，作為臨床一線的醫(yī)生來講能夠有直觀的模型展示，使得一些復(fù)雜的手術(shù)變得不再復(fù)雜。

△3D打印個性化矯形支具

像這種高難度的脊柱側(cè)彎的校型我們可以制定一些計劃，很大程度上可以解決制定操作上的難度，也降低了并發(fā)癥出現(xiàn)的可能。很多時候我們的臨床應(yīng)用其實是跟臨床的醫(yī)生的想法和思考相結(jié)合的。比如說我們把3D打印應(yīng)用到一些相對創(chuàng)傷較大的手術(shù)變得創(chuàng)傷小一些，把原先十幾公分的切口變成三四分工的切口。

△3D打印個性化支具（南方醫(yī)科大學(xué)+香港中文大學(xué)）

在結(jié)構(gòu)矯形方面也有一些應(yīng)用，可以獲得比較精準的重建。在顯微外科通過3D打印也可以給人一個直觀地還原傷前的形態(tài)，可以給人們看到一個參考。
△醫(yī)學(xué)3D打印的4個發(fā)展階段

像剛剛張教授講的，我們3D打印的四個階段也是圍繞著那幾個方面，后續(xù)進一步也推進了支架和材料的打印，包括我們下設(shè)的實驗室就開展了關(guān)于材料的打印。前面也是圍繞著材料進行了一些技術(shù)的研究，獲得的結(jié)果還是比較令人滿意的。還有一個就是說活體細胞組織的一個研究，我們也獲得了國家重點研發(fā)計劃的支持。
在成果轉(zhuǎn)化方面，像康復(fù)醫(yī)學(xué)這些以及3D打印個性化制造的應(yīng)用，這塊國內(nèi)也是在推進的，因為它不需要植入，相對來講它很多風(fēng)險都是可控的。它的個性化支具也是一些傳統(tǒng)的支具無法達到的效果，我們也和廣東省的一個工傷康復(fù)中心進行了一個康復(fù)支具的研究，并且有了初步的探索。

△醫(yī)學(xué)3D打印服務(wù)平臺（應(yīng)用示范）

這是我們平臺建設(shè)的一個框架，是按照以往來講生物力學(xué)檢測包括3D打印的設(shè)計，通過這個平臺也進行一些公共服務(wù)技術(shù)方面的業(yè)務(wù)，面向全省的一些臨床機構(gòu)進行一些培訓(xùn)。

我們的人才也是我們3D打印發(fā)展的主力軍，我們的發(fā)展定位還是由政府來主導(dǎo)。建設(shè)目標是三院兩廠一個中心，包括康復(fù)研究院、外科的培訓(xùn)基地等等。這是我們團隊的合作形式，我們也希望在此跟各位業(yè)內(nèi)的同行開展廣泛的合作。

我的演講完畢，謝謝大家！