“3D打印”近几年这项新技术非常火热,小到模型玩具,大到汽车、飞机零件,好像只要提供足够的材料,几乎所有的东西都能被“打印”出来。其实,3D打印技术也是当前医学界密切注视的新科技,除了可用于打印治疗工具外,“打印人体”也早已不再是科幻电影中的桥段。其中,打印骨骼既是目前该技术在医学界应用的起点,也是发展最快的应用。究竟3D打印技术将如何改变当前医疗的基本规则与观念?其中是否暗存着隐忧?3D打印的治疗费用,病患者又是否负担得起呢?
3D打印的基础
在香港威尔斯亲王医院的骨科门诊部,,每天病人熙来攘往,但他们可能从未注意到门诊部旁边的矫形外科及创伤学进修培训中心,那里有一个小小的“3D打印工场”。2013年,香港中文大学矫形外科及创伤学系斥资85万元人民币,从美国购入了一部3D打印仪器并安置于此。此后,骨科医生便陆陆续续开始研究和利用3D打印来协助医治,“印骨”的工作排期表也开始越来越长。
香港中文大学矫形外科及创伤学系讲座教授梁国穗说,其实早在20世纪80年代,他便在香港生产力促进局参观过一些工业用的3D打印仪器。只不过在当时,这项技术还被称为“快速成型”,主要用途也只是制作手机或设计珠宝。
如今的3D打印仍是一项非常年轻的科技,在医学领域更是如此。目前,这个数码年代的产物在医学上的应用主要分为两类:“打印”人体部分和“打印”手术工具。我们不妨先来谈谈前者。医疗用途有别于产品设计,而人体结构又相当精密,所以必须先要有人体扫描“数据”方能实现“打印”——换言之,先有3D扫描才有3D打印。
因此,电脑扫描技术的发展成了目前3D打印应用于医疗领域的基础,并拓宽了相关用途,这也很自然地让打印骨骼成为了技术起点。梁国穗解释道:“骨骼结构很适合做电脑扫描,因为它含有大量钙质,这能让扫描出来的影像格外清晰。”
帮助完成手术
作为3D打印在医学领域的敲门砖,打印骨骼模型的主要应用在为复杂的手术作尽可能详实的计划准备。
以切除骨癌手术为例,常见手术部位是大腿骨末端(近膝关节)。由于牵涉关节,手术后需要重建,因此位置必须相当准确。而3D断骨模型则可帮助医生仔细分析患者情况,精确定位手术的切口位置,甚至包括骨折复位、确定切骨范围,以及如何固定或重建断骨等。
若病患还需使用螺丝或钢板来固定骨骼,医生还可利用断骨模型预习手术,测试打入螺丝的位置与角度,度身订制钢板,比如预先塑造贴合骨骼的弧度等。如此,手术进行时便可精准、贴合地放入预定位置。
香港中文大学矫形外科及创伤学系曾用3D骨骼模型为8位病人做过术前预备,其中不乏多个相当严重的骨折个案,以及手肘、盆骨、腿部和足踝部位的手术。以往医生在看过病人的电脑图像后,通常只能凭经验和想像预估手术的方法与过程,但最终是否切实可行,还是要在手术中才能知道,也就是行内所说的“open and see”。而3D扫描和打印技术的出现,帮助医生高效准确地完成了术前计划和准备,大大缩短了手术时间,提高了成功率。梁国穗指出,他们在治疗那8位病人时,手术时间平均缩短了1小时左右,有利于术后康复。