劉忠軍3D打印人工椎體 撐起“中國脊梁”

作為北京大學(xué)第三醫(yī)院的骨科主任,，今年是劉忠軍從醫(yī)的第35年,。35年的踏實和勤奮,，不僅使他成為了脊柱腫瘤治療領(lǐng)域的國際知名專家,，還是我國骨科3D打印植入物臨床研發(fā)與應(yīng)用方面的開拓者。他帶領(lǐng)的研究團隊,，應(yīng)用3D打印技術(shù),，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中成就了多項“世界第一”，其中全球首發(fā)的金屬3D打印人工椎體,，更是讓國外同行,，頻頻贊奇。

我回國時,，飛機上連一半乘客都不到

我出生在一個毫無醫(yī)學(xué)背景的家庭,，在北京西直門內(nèi)就近讀完小學(xué)、中學(xué),，1977年畢業(yè)時,，趕上恢復(fù)高考，因為上學(xué)的時候性格很安靜,，喜歡數(shù)學(xué),，動手能力強，老師就推薦我報考了北京醫(yī)學(xué)院,，就是現(xiàn)在的北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部,畢業(yè)分配到北醫(yī)三院,。當(dāng)時北醫(yī)三院的骨科已小有名氣，在全國最先用手術(shù)的方式,，治療頸椎病,，我雖心儀這個科室，但新建成的神經(jīng)外科,，更需要年輕的大學(xué)生,，按照醫(yī)院慣例，我在住院醫(yī)生階段,，把胸外科,、骨科、泌尿科,、麻醉科等輪轉(zhuǎn)一遍,，結(jié)果骨科又把我要了回去，最終真的成了骨科醫(yī)生,。

1988年,，赴美學(xué)習(xí)，第二年9月回國時,，正趕上國內(nèi)出國成風(fēng),，很多人出去之后就不想再回來了。當(dāng)年,，美國也恰巧出了一個特殊政策,，凡在那段時間申請綠卡的,，沒有限制，申請一個給一個,。當(dāng)時在美國的同學(xué),，都勸我留下來，但我特別想繼續(xù)做骨科醫(yī)生,，而這在美國難上加難,。我學(xué)的是醫(yī)，如果離開這個職業(yè),，實在是個大浪費,。再說，當(dāng)時的美國,，好醫(yī)生已經(jīng)很多了,，并不缺我這一個，但中國不是,，那年9月,，我按時回國的時候，飛機上連一半人都不到,。

現(xiàn)在回想起來，我仍覺得當(dāng)年的選擇是對的,。那一屆,，我的同學(xué)出去了一半，現(xiàn)在留在國內(nèi)的,，反倒一直在從事醫(yī)學(xué)專業(yè)方面的事業(yè),，出去的大多改了行，本來出去是雄心勃勃的要成就事業(yè),，最后卻只能為生存而戰(zhàn)了,。后來，我經(jīng)常在美國,、英國,、加拿大學(xué)習(xí)研修，當(dāng)年國內(nèi)的設(shè)備,、技術(shù),、學(xué)術(shù)水平很低，就是因為看到這個差距,，才有動力,。

孩子頸椎上，長了個惡性腫瘤

2014年5月,，來了個病人,，是個1米8的學(xué)生,，他和同學(xué)在踢足球的時候，做了一個頭部頂球的動作,，當(dāng)時沒有什么不適,，到了第二天早晨，脖子開始疼,，家人以為睡落枕了,，也沒在意，結(jié)果,，一個多月過去了,，“落枕”還沒好，甚至全身開始麻木了,，這才在山東老家的醫(yī)院做檢查,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是樞椎骨折。樞椎骨折,，是指發(fā)生于第2頸椎椎弓峽部的骨折,。人的頸椎由7節(jié)組成，其中兩節(jié)上頸椎不僅形態(tài)特殊,，而且承擔(dān)著頸椎活動范圍的50%,。上頸椎對應(yīng)的頸脊髓里，有心跳和呼吸中樞,，我們也稱它為“生命中樞”,，一旦受到損傷，人的呼吸和心跳馬上出問題,，人會立即死亡,。

現(xiàn)在，這種骨折主要見于外傷,，比如高速公路上的交通事故,，急剎車時的頸部過伸，或者高臺跳水的意外,，都可以引起高位的脊髓損傷,，甚至波及生命中樞而迅速死亡。這個孩子傷的部位很特殊,，病情嚴重,，在我們這做了影像學(xué)檢查，高度懷疑樞椎部位的腫瘤,，再做穿刺活檢,，確診為“尤文氏肉瘤”，這是一種惡性程度很高的腫瘤，而且轉(zhuǎn)移得很快,，手術(shù)切除是治療的關(guān)鍵,。

但他腫瘤的位置很危險，鄰近脊髓,、神經(jīng),、重要血管，手術(shù)難度很大,。過去國際通用的辦法是,，在一段鈦合金網(wǎng)籠中，填充一些骨質(zhì),，代替原來椎體,，但術(shù)后與鈦合金網(wǎng)籠相鄰的椎體，容易出現(xiàn)塌陷,，椎間高度難以維持,，給患者帶來極大痛苦。我們決定對他的樞椎,，進行前路和后路兩次手術(shù),，先慢慢剝離樞椎周圍的神經(jīng)、頸動脈等重要結(jié)構(gòu),，最終到達癌變部位,，將被惡性腫瘤侵蝕的樞椎，全部清除干凈,，再將通過3D打印技術(shù)制造的人工椎體,，放在了第一和第三椎體之間，并用鈦合金螺釘將其固定,，手術(shù)就這樣順利完成了。

之所以敢這樣嘗試,，因為之前,，我們在3D打印脊柱植入物方面研究探索已經(jīng)4年了，已經(jīng)有相關(guān)文章在世界頂級的脊柱外科學(xué)雜志發(fā)表過,，這個手術(shù),，應(yīng)該是世界首例應(yīng)用3D打印的人工定制樞椎，作為脊椎外科內(nèi)植物,，進行脊椎腫瘤治療以后的穩(wěn)定性重建的,，手術(shù)1個多月后，這個孩子是自己走出北醫(yī)三院大門的,。

3D打印技術(shù)讓我們成了“世界第一”

3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用,，一直是我魂牽夢繞的事兒。3D打印的理念，形成于19世紀(jì),相關(guān)技術(shù)在20世紀(jì)逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實,，到了21世紀(jì),，才真正意義上獲得應(yīng)用和推廣。在整個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里,，由于骨科的專業(yè)特點,，與3D技術(shù)特點吻合度較高，3D打印在骨科專業(yè)范圍內(nèi)的應(yīng)用較早,，也被推動得較快,。脊柱的腫瘤手術(shù)，首先要把腫瘤切掉,。人類的脊椎骨骼形狀非常不規(guī)則,，傳統(tǒng)的制造手段植入后只能做到部分貼合，牢固性也大打折扣,。植入之后可能出現(xiàn)的松動,，在脊柱和神經(jīng)密切相關(guān)的部位，一點松動就能給病人帶來極大的痛苦,，所以即便手術(shù)完成了,，但在日后的康復(fù)中會遇到很多問題。

說到3D打印技術(shù),，大家都想到的是塑料做材料,，而在醫(yī)學(xué)上，尤其是骨科內(nèi)植物領(lǐng)域,，3D打印技術(shù)使用的材料,，是與人體高度相容的鈦合金，這樣就可以用3D技術(shù),，打印出與病人解剖結(jié)構(gòu)高度一致的鈦合金植入物了,。還有一個好處是，人類的骨骼是有孔隙的,，這些孔隙為骨細胞的生長提供了空間,，3D打印的人工植入物，完全可做成與骨組織相似的孔隙,，這就為骨細胞的生長提供了可能,，促進真骨與人工植入物的融合，在牢固性上有極大的優(yōu)勢,。

2010年到2013年,，我們進行了十幾項用于脊柱外科的3D打印植入物研究，在羊身上進行的動物實驗,，結(jié)果令人滿意,。2012年的時候，人工髖臼、頸椎椎間融合器和頸椎人工椎體,，這三項就正式進入了臨床觀察,。2012年12月，一位54歲的女性頸椎病患者,，成為了世界上第一個在北醫(yī)三院接受3D打印頸椎植入物的受試者,。

她當(dāng)時的手術(shù)，需要連續(xù)切掉1節(jié)上頸椎和3節(jié)下頸椎,，在沒有3D技術(shù)的過去,，這種大跨度的頸椎切除后重建手術(shù)世界罕見，可施行手術(shù)的醫(yī)院,、醫(yī)生,，世界上也寥寥無幾，借助3D技術(shù),，我們成了世界第一,。

從“追隨者”變?yōu)椤耙�領(lǐng)者”

到了2014年，我們完成了世界首例應(yīng)用3D打印技術(shù)治療寰樞椎惡性腫瘤,，就是前面那個樞椎腫瘤的男孩子,。2016年，又完成了世界首個3D打印定制五節(jié)長達19厘米脊椎植入手術(shù),，這個病人姓袁,，出院7個月后來復(fù)診，他告訴我,，他已經(jīng)可以每天接送孩子上幼兒園,，可以開車，騎自行車,，還能做些家務(wù),。

2010年至2011年間，我們設(shè)計研發(fā)了早期的3D打印產(chǎn)品,，包括用于髖關(guān)節(jié)置換的髖臼杯,、用于頸椎椎間盤切除后的椎間融合器和人工椎體，其中,，髖臼杯在2015年，被國家食品藥品監(jiān)督管理總局(CFDA)批準(zhǔn),，成為注冊產(chǎn)品,，迄今國內(nèi)已應(yīng)用上千例，2016年,，3D打印椎間融合器,，又獲CFDA批準(zhǔn)臨床應(yīng)用。

大家總覺得看病貴，其中一個重要原因是,，過去幾十年中,，我們醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展和進步，很大程度上是靠引進國外技術(shù),，高端醫(yī)用設(shè)備和器材更是國外產(chǎn)品一統(tǒng)天下,，這些高端產(chǎn)品的費用使廣大患者難以承受，以骨科手術(shù)為例,，70-80%以上的錢,，花在醫(yī)用耗材上。國產(chǎn)產(chǎn)品價格雖然低一些,，但目前采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品相對低端,，患者不情愿接受。

創(chuàng)新性醫(yī)療產(chǎn)品改觀這種格局,，具有我們自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)產(chǎn)品,，可以同時具備價格優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，以我們自主研發(fā)的3D打印髖關(guān)節(jié)臼杯產(chǎn)品為例,，進口的臼杯是3萬,，國產(chǎn)3D打印臼杯僅僅是1萬，國產(chǎn)臼杯上市以來已使用超過2500例,，取得很滿意的療效,，而且，我們的國產(chǎn)創(chuàng)新性產(chǎn)品一旦走入市場,，國外產(chǎn)品感到壓力,，往往會主動降價，中國的病人就受益了,。

掌握了3D打印技術(shù)的臨床應(yīng)用研究,，就掌握了新一輪全球醫(yī)療科技競爭的戰(zhàn)略主動權(quán)，可以使我國的醫(yī)學(xué),，從過去只是緊跟著世界醫(yī)療科技發(fā)展新方向,，變?yōu)橐�領(lǐng)世界醫(yī)療科技，有點像“彎道超車”的出其不意,。

我是外科出身,，但不迷戀手術(shù)

雖然是拿手術(shù)刀出身，但我一點都不迷戀手術(shù),，我甚至夢想有一天,，外科醫(yī)生徹底放下手術(shù)刀，不再用這種無奈和有創(chuàng)的方式,，切除腫瘤,。從現(xiàn)在的醫(yī)療水平看,，外科手術(shù)雖然有效，但與之相伴的創(chuàng)傷,、出血,，和對病人的精神磨難實在太大了!

說到這一點，我在人大會上也提過,，為了更好地治病救人,，要提倡自體血的回輸，因為脊柱手術(shù)經(jīng)常需要輸血,。與此同時,，我也想提醒年輕的同行：不要過多為自己手術(shù)技藝或技能的提高而沾沾自喜，應(yīng)當(dāng)投入更多精力追求脊柱腫瘤治療的微創(chuàng)化和無創(chuàng)化,，拋棄手術(shù)刀或許才是外科醫(yī)生的最高境界,。當(dāng)醫(yī)生的，必須懷惻隱之心,，看到脊柱腫瘤患者痛苦,、絕望的表情，就不能容忍他們坐以待斃,�,！拔覀兂Ｖv，醫(yī)生要把病人當(dāng)上帝,，其實病人也把醫(yī)生當(dāng)上帝,。如果能把他們的病治好，他們真會拿你當(dāng)救命恩人,，做醫(yī)生,，必須擔(dān)起救死扶傷的責(zé)任，對得起病人的這份信任和期待!”

來源：3D打印在線
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