轉載從: Tech News 科技新報
根據 ResearchandMarkets 近日發布的《全球 3D 列印材料市場分析與預測（2016 年至 2022 年）》報告中指出，在 2022 年，全球 3D 列印材料市場將達到 15.2 億美元，牙科和醫療產業成為了重要的助推動力。
而就在最近，3D 列印與醫療領域的結合又進了一步。
上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院南院泌尿科上周霸佔了醫學界頭條，它在全球首次成功應用了 3D 列印技術治療泌尿疾病。
以本次全球首例的 3D 列印泌尿疾病來說，該手術原本是一種骶神經刺激器植入術，屬於一種新式微創治療手段，也就是在臀部植入一款小型的可程控設備，透過遠程外部設備另行控制，使大小便失禁患者的症狀得到治療。該設備包括了脈衝發生器，電極及連接兩者的導線，在臨床上已經被普遍應用。
據雷鋒網向相關醫師了解，這類手術雖然是微創技術，已經比更傳統的技術有了很大進步，但依然存在著一些問題。「由於人的骶孔非常狹小，如果採用術中穿刺植入電極，不僅難度極高，需要花費數小時的時間，而且醫生和患者可能還會有輻射風險。」
根據泌尿科副主任醫師呂堅偉的介紹，本次手術採用的 3D 列印技術可以精確模擬實物，並充分了解患者的骶神經和骶孔的解剖特點，便於為醫師研究設計植入方案。而這一科技只需要將定制的 3D 模型和電極在預留的點進行穿刺植入即可完成，時長也縮短到了 5 分鐘內。
這無疑是精準醫療的堅實一步，根據官網介紹，醫院目前正在為該技術申請國家專利。「隨著人們對精準醫學和快速康復醫學的要求，3D 列印技術應用必將越來越廣泛，成為醫療領域發展的熱點之一。」泌尿科主任薛蔚如是說。
醫療和 3D 列印的 3 種可能
實際上，3D 列印早在上世紀 90 年代就已誕生，而近幾年創客文化的風靡，更讓這一行業飽受關注。3D 列印的應用領域非常廣泛，從工業級到消費級不一而足，環顧目前市場，它與醫療的結合則「由淺入深，由易到難」，包含了以下 3 個方面。
首先是外部設備，這也是 3D 列印在醫療領域裡的最初應用領域，主要發揮的是「輔助」（assistive）的作用。比如 3D 模型、康復輔助工具等。
此類應用相對實施難度較小，普適性也強，如公益組織 e-NABLE 就為殘疾兒童以低廉的價格製作義肢，成本只需 100 美元左右。又如中南大學湘雅醫院在 2015 年成功利用 3D 技術輔助外科醫生進行手術，但這一過程只是在術前進行 3D 可視化技術建模，並利用 3D 列印模型進行手術規劃，實際上依然屬於輔助手術的一種手段，處於 3D 列印的初級階段。
其次是植入物，最常見的應用應該是牙科和骨科，但現在也開始應用到人體內部。
據雷鋒網了解，仁濟南院其實在 2015 年就使用 3D 列印成功實施左心耳封堵手術。這一手術同樣屬於微創手術，用於降低房顫患者由血栓栓塞引髮長期殘疾或死亡的風險。而目前經過臨床驗證並成功引入中國醫院的治療方案為 WATCHMAN 封堵器，但左心耳的形狀因人而異，在植入時需要對患者的左心耳的形態非常了解。在該手術中，醫生透過患者左心耳 CT 的精細掃描圖像，利用 3D 列印機將左心耳製作出封堵器模型，制定出個性化的手術方案。
3D 列印在醫學應用的第三階段是生物列印，利用身體組織溶液，採用噴墨技術直接列印器官，比如血管、神經和皮膚等。這一生物工程應用處於研發階段，尚未真正運用於臨床領域。
此外也有一些研究運用 3D 生物列印技術，輔助醫生評估新藥物的療效，列印出來的組織能夠及時監測不同器官的藥物交互反應，以加快迭代速度。
推廣的三大難點
雖然仁濟醫院成功地在 2015 年實施了 3D 列印手術，但在一年多後也並沒有得到大規模的推廣。根據 3D 列印機廠商 FormLab CEO 陳亮宏的介紹，在醫院順利應用 3D 列印進行手術，面臨的難點有 3 個。
首先是設備技術尚未成熟，3D 列印設備要獲得引進醫院的資質，一在產品精度上要有所保障，二是需要經歷繁瑣的審核流程。
醫療領域容不得一絲差錯，而目前 3D 列印技術的成熟度還不夠完善，精細度能達到手術級別的 3D 列印廠商更是少之又少。而通過 ISO 申請的過程少則一年，多則數年，繁瑣的政策審核流程無疑讓技術的普及應用帶來了滯後。
以 FormLab 旗下的牙科材料 Dental SG 樹脂為例，為了防止產品產生排異性，3D 列印材料需要通過 ISO 的質量體系認證，確保產品的生物相容性後方可使用。齒科材料尚且如此，更不要論植入體內的 3D 列印材料了。
其次是醫生的教育培訓系統有待完善。「目前對 3D 列印的手術培訓還比較少，要得到大規模的傳播和應用，離不開醫生的專業教學，現在醫院的 3D 列印技術還處於一種早期探討的狀態。」
誠然，薑還是老的辣，但富有經驗的醫生已經形成了自己的手術習慣，要讓他們接受相關的 3D 列印技術相對難度較大，而相對更有挑戰和創新精神的年輕人則尚不具備主刀的嘗試能力，這也給 3D 列印相關技術的推廣帶來困難。
而究其背後的原因，主要在於目前 3D 列印廠商還沒有和醫院形成聯動，一同規範手術操作標準流程，研發培訓內容。對 3D 列印的手術方案研發僅停留於單個科室的「單打獨鬥」，未能形成良性循環。
第三個問題在於要實現醫療領域的商業化，3D 列印的閉環尚未形成。要引進醫用的 3D 列印機同樣會帶來一筆不菲的開支，醫院是否有開放的心態願意進行嘗試，同樣也要面對資金的考驗和觀念的洗禮。再者對於患者而言，傳統的保守療法也已經比較成熟。新式手術由於定制化的特點，成本較高且收費昂貴，也給它的推廣帶來了阻礙。如何將醫生、患者和 3D 列印方案提供商以三方都能開放接納的方式串聯起來，也是未來醫院需要面對的重要議題。
SmarTech Markets 發布的一份相關報告指出，醫療市場將佔據 3D 列印近 37% 的產業比率，但目前在行業認識、原料成本、材料兼容性及行業支持上依然存在阻力，使得目前 3D 列印的醫療應用還只是見諸於報端的一些新鮮資訊。如果仁濟醫院的成功案例不再成為醫療界頭條，想必到那時，3D 列印才會成為醫療領域的普遍治療手段。
（本文由 雷鋒網 授權轉載；首圖來源：shutterstock）