郝永強(qiáng)：個(gè)性化醫(yī)學(xué)與3D打印

郝永強(qiáng)：上海交通大學(xué)附屬九院骨科主任醫(yī)師,、教授,、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家,。主題：個(gè)性化醫(yī)學(xué)與3D打印,。


    郝永強(qiáng)：尊敬的各位同道,，上午好，首先感謝上海市增材制造協(xié)會(huì)的邀請(qǐng)來(lái)參加生物醫(yī)療增材制造發(fā)展的論壇,。大會(huì)給我的題目是談?wù)剛�(gè)性化的醫(yī)療與3D打印,。


    （圖示）這個(gè)是大自然每天都在發(fā)生的事，但是只要仔細(xì)觀察,，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)哲理，掉下來(lái)的樹(shù)葉沒(méi)有一片是相同的,。人也如此,，全球有將近73億的人，光民族有兩千多個(gè),，但是指紋是唯一的,，我們可以通過(guò)指紋來(lái)證明你的信息。



    （圖示）不同國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)人在APEC會(huì)議上有一個(gè)不成文的規(guī)定,，就是穿同樣的服裝,，但是每個(gè)人的布料、尺寸都不一樣的。



    但是我們現(xiàn)在醫(yī)療上要求我們針對(duì)同一種疾病采用同樣的診療,、治療的方案,，這個(gè)到底是對(duì)還是不對(duì)？如果是標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)我們培養(yǎng)年輕的醫(yī)生是非常必要的,，但是如果過(guò)分的強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化的,，我們看看有什么樣的結(jié)果，因?yàn)樗�忽視了我們每個(gè)人的特殊性,。大部分人是從中獲益,，但是大部分是弊大于害。



    最近一部電影《我不是藥神》里面提到分子靶向治療,，這種治療是否每個(gè)人都適合呢,？大量的研究證明了我們通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化治療之后，能夠受益的僅僅占到三分之一,。換句話說(shuō)三分之二把時(shí)間給浪費(fèi)了,，取得了比較差的結(jié)果。那么如何破解呢,？這是我們醫(yī)療本身出的問(wèn)題,，就像我們醫(yī)療的理念和模式出了問(wèn)題，這個(gè)模式是來(lái)源于西方機(jī)械化大生產(chǎn)生物學(xué)的模式,，這樣的模式在早期是好的,，因?yàn)樵缙谠谌贬t(yī)少藥的時(shí)候可行，但是到了今天我們還要加上心理學(xué),、社會(huì)學(xué),，所以說(shuō)醫(yī)療模式在發(fā)生改變，從1P到4P,，不管多少P,，其中有一個(gè)非常的重要就是個(gè)性化。（南極熊3D打印網(wǎng)編輯發(fā)布,。）



    如何實(shí)行個(gè)性化,，各個(gè)國(guó)家都在研究，習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)衛(wèi)生大會(huì)上也提出了把今后衛(wèi)生的工作重點(diǎn)可能是個(gè)性化,，以前是群體的治療,，同樣的病同樣的方案，以求可能我們經(jīng)濟(jì)發(fā)展之后,，慢慢的從群體治療向個(gè)性化治療轉(zhuǎn)變,。



    所以說(shuō)個(gè)性化治療是我們今后未來(lái)的一個(gè)努力的目標(biāo)，但是如何實(shí)現(xiàn)呢,？需要選擇適宜的人群,。我們今天談個(gè)性化和標(biāo)準(zhǔn)化,，不代表所有的人都要標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化，如果要談到個(gè)性化,，哪些人首先是剛需,，必須要進(jìn)行個(gè)性化治療的，然后是如何實(shí)現(xiàn),。



    回顧一下現(xiàn)在的發(fā)展,，在整個(gè)很多工業(yè)技術(shù)，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面產(chǎn)生了巨大的說(shuō)明,。這里面無(wú)數(shù)的發(fā)現(xiàn)都不是醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)的,，比如說(shuō)顯微鏡是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的，它對(duì)我們的病理學(xué)的發(fā)展有了極大的推動(dòng),。所以我們講只有技術(shù)才會(huì)讓個(gè)性化醫(yī)療成為可能



    跟醫(yī)學(xué)相關(guān)的制造技術(shù),，從人類(lèi)發(fā)展到現(xiàn)在不外乎三種：從等材到減材到增材，增材是以個(gè)性化打印為基礎(chǔ)的,。這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)就成為個(gè)性化醫(yī)療實(shí)現(xiàn)的重要的基礎(chǔ)之一,，如何實(shí)現(xiàn)個(gè)性化？我們就是要找到新的技術(shù),。



    我們九院怎么樣把3D打印技術(shù)慢慢的運(yùn)用到醫(yī)學(xué)里面來(lái),？（圖示）這個(gè)是從上個(gè)世紀(jì)八十年代末開(kāi)始，他們從70年代開(kāi)始做,，已經(jīng)做了一些工作,，但是苦于找不到一個(gè)好的技術(shù)，把這個(gè)個(gè)性化的醫(yī)療往前推,。



    打印機(jī)一經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室,，上海交大就買(mǎi)了一臺(tái)，王教授就說(shuō)打一個(gè)模型出來(lái)看看,，跟醫(yī)生考慮,，很多的影像和醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)的同行無(wú)法溝通，有了這個(gè)模型,，大大的節(jié)省了時(shí)間,。



    （圖示）剛拿出來(lái)的片子醫(yī)生都知道，但是你給工程師看這個(gè)點(diǎn)是什么,，他就不知道了,，他是一個(gè)平面的思維。通過(guò)右上方的圖片,，打出這個(gè)模型之后,，你跟他一講,，他馬上就理解了,，他是一個(gè)三維的立體呈現(xiàn)給大家了,。這是一個(gè)還的骨頭拿掉，做一個(gè)東西給它呈現(xiàn)出來(lái),。這樣的化就極大地推動(dòng)了我們骨盆里面的應(yīng)用,。有了這項(xiàng)技術(shù)以后，我們發(fā)現(xiàn)完全實(shí)現(xiàn)了生物學(xué)重現(xiàn)對(duì)稱(chēng),，病人的恢復(fù)也非常的好,。由此就開(kāi)展了不光是骨盆，全身的骨頭的關(guān)節(jié),，所有的關(guān)節(jié)都在開(kāi)展,，建立了相應(yīng)的技術(shù)的體系，在當(dāng)時(shí)的話實(shí)現(xiàn)了在兩千年之前實(shí)現(xiàn)了臨床的推廣和應(yīng)用,，2004年拿到了國(guó)家科技部的二等獎(jiǎng),。



    但是盡管是突破，3D打印技術(shù)在里面只是起到一個(gè)輔助的作用,，通過(guò)這個(gè)模型來(lái)幫助你來(lái)設(shè)計(jì)假體,，也可以在假體上模擬安裝，它只是一個(gè)輔助的作用,，相關(guān)的制造技術(shù)上還沒(méi)有突破,，它還是用減材制造去制造，流程很復(fù)雜,，醫(yī)生的很多的需求通過(guò)這個(gè)減材制造還是實(shí)現(xiàn)不了,，在治療上還是有一些麻煩，比如說(shuō)安裝,。但是畢竟往前了很大的一步,。 金屬3D打印機(jī)，我們可以直接生成,，不需要通過(guò)檢查治療生成,。



    歸納起來(lái)我們?cè)趥�(gè)性化醫(yī)療里面的應(yīng)用，一個(gè)是手術(shù)規(guī)劃,，我們通過(guò)3D打印技術(shù)把每個(gè)病人的病變的情況通過(guò)CT的情況看得到,，不管跟醫(yī)生、病人溝通,，我們大大的便捷了,，這也是目前使用最廣的，我們通過(guò)手術(shù)的規(guī)劃把腫瘤的標(biāo)記打印出來(lái),，然后再把它安裝上,，它的功能非常的好。



    （圖示）除了手術(shù)規(guī)劃還是模型,，它可以把我們?nèi)�身的關(guān)節(jié)通過(guò)模型輔助設(shè)計(jì)出來(lái),，但是現(xiàn)在不需要的,。這樣的一個(gè)病人是由于一個(gè)良性的腫瘤，但是還是反復(fù)的復(fù)發(fā),，造成了左腿的畸形,，她就跳著上學(xué)到的19歲，上了大學(xué)之后學(xué)讓她要么退學(xué),，要么重新治療,。然后有的醫(yī)生讓拿掉，她堅(jiān)決不拿,。后來(lái)有了3D打印模型,，我們就找到了問(wèn)題的所在，這樣的話我們通過(guò)三次手術(shù)就完成了她的需求,。第一個(gè)術(shù)后兩周他腿擺正,，19年第一次左腳的腿可以踩地了，基本上可以滿(mǎn)足她的要求,。大學(xué)畢業(yè)之后第二年開(kāi)了第三刀,，術(shù)后五年的話基本上正常了，畢業(yè)后很順利的到的國(guó)外工作了,。這項(xiàng)技術(shù)幫助了病人,，實(shí)現(xiàn)的保真，也實(shí)現(xiàn)了她人生的規(guī)劃,。



    我們用這項(xiàng)技術(shù)在不同的病變都可以用,，比如說(shuō)骨盆的腫瘤，病變的模型,。



    （圖示）導(dǎo)管是另外一項(xiàng)用得比較多的,，比如說(shuō)骨盆惡性巨細(xì)胞瘤，我們想出能否用一個(gè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)管引導(dǎo)醫(yī)生截?cái)�,，不能截錯(cuò),。根據(jù)我們骨盆結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了不同的個(gè)性化的導(dǎo)管,，這樣的話告訴醫(yī)生兩刀,，這樣的一設(shè)計(jì)好之后，只要是一個(gè)醫(yī)生都可以截了,。這樣的話我們就方便了復(fù)雜形態(tài)上的結(jié)束,，很快的把它拿掉了，拿掉之后再把假肢裝起來(lái),。



    （圖示）金屬打印,，內(nèi)植入的問(wèn)題，2013年我們買(mǎi)了醫(yī)院里面的第一臺(tái)的3D打印,，這個(gè)也是我們目前唯一的一個(gè)個(gè)性化的打印,。



    （圖示）這個(gè)團(tuán)隊(duì)將近是30年了,，這里面涵蓋了像姜聞博博士這樣的材料的公司，還有我們培養(yǎng)了影像學(xué)科的博士,，還有相關(guān)的合作企業(yè)，這樣的對(duì)我們可以做很多的事,。



    影像的快速處理,，大量的CT數(shù)據(jù)在短時(shí)間之內(nèi)把它變?yōu)槟阈枰�的�?shù)字化文件的話，這項(xiàng)工作在這里面有很多具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)言,，快速的把這些CT變成你需要的文件,，同時(shí)把它圈出來(lái)，從生物學(xué)到生物力學(xué),，通過(guò)一年的觀察發(fā)現(xiàn)非常好的間隙在不同的階段都有不同的方式進(jìn)去,。



    （圖示）這兩個(gè)螺絲釘是緊貼著這兩個(gè)皮質(zhì)，往上往下都很危險(xiǎn),。所以說(shuō)這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了手術(shù)的精準(zhǔn)性,，通過(guò)獨(dú)特的設(shè)計(jì)，病人恢復(fù)的非常的快,。這個(gè)病人已經(jīng)四年多了,，從我們的觀察來(lái)看，長(zhǎng)的非常的理想,。



    這些例子看起來(lái)非常的簡(jiǎn)單,，但是它走了很大的一步，以前我們只是把打印技術(shù)用在體外,，這例手術(shù)是完成了從例外到體內(nèi)的應(yīng)用,，從費(fèi)用、時(shí)間,、質(zhì)量,、按照方面，有很大的進(jìn)步,。



    骨盆整形是我們做的最多的,，不同的類(lèi)型，不同的腫瘤,，這樣的病人只有28歲,，兩個(gè)孩子的媽媽?zhuān)�骨頭切斷的范圍包括這些（圖示），這是我們打印的假體,。這個(gè)病人術(shù)后四個(gè)月就下地了,，術(shù)后一年半就可以活動(dòng)自如了。我們?cè)诓煌�的分區(qū)都把這項(xiàng)技術(shù)用導(dǎo)管到模型再到假體,，多把它運(yùn)用得很好,。



    （圖示）患者50歲,，甲狀腺癌骨盆轉(zhuǎn)移，所有的醫(yī)生都覺(jué)得很難,，一個(gè)是手術(shù)很難,，但是現(xiàn)在治療的理念不一樣了，如果僅僅是一個(gè)地方轉(zhuǎn),，甲狀腺拿掉就可以把它轉(zhuǎn)了,，甲狀腺即便轉(zhuǎn)移了，還有五到十年的時(shí)間,。我們冒著風(fēng)險(xiǎn)幫他拿掉的話,，對(duì)他生病的延長(zhǎng)和生活質(zhì)量的改善都有很大的作用。



    （圖示）肩部腫瘤也是手術(shù)的難點(diǎn),，我們?cè)?014年開(kāi)的一個(gè),，通過(guò)打印，這個(gè)病人四年多了,，在這個(gè)基礎(chǔ)上,，針對(duì)這個(gè)關(guān)節(jié)放3D打印，我們做了很多的改進(jìn),，這樣一個(gè)病人同樣是打印出一個(gè)模型,，規(guī)劃出她的假體，拿掉之后通過(guò)重現(xiàn)的技術(shù),，還有部分的肩胛骨設(shè)計(jì)出它獨(dú)特的導(dǎo)管,，獨(dú)特的假體，這個(gè)病人兩年多了,，也非常的好,。



    （圖示）這是我們通過(guò)術(shù)后看假體，只有3D打印能夠打印出這樣一個(gè)個(gè)性化的整體,，我們通過(guò)這項(xiàng)技術(shù),，希望它的骨頭能夠長(zhǎng)在一起，這樣一個(gè)28歲的年輕的小伙子已經(jīng)一年了,，骨頭長(zhǎng)得也非常的好,。



    這樣的話顛覆了我們的理念，金屬和骨頭不能長(zhǎng)在一起的,，這是一個(gè)理念和應(yīng)用上的突破,。



    髖關(guān)節(jié)全球沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的東西，上個(gè)世紀(jì)80年代的話我們做了一個(gè)髖關(guān)節(jié),，25年了這個(gè)病人還是用得非常的好,。



    （圖示）這是36歲的侏儒患者，他是一個(gè)殘疾人，但是他帶他們?nèi)�村致��,，他們�?lián)系到了我們,，通過(guò)3D打印模型幫他做了雙層的假體，到了山區(qū)幫他開(kāi)這個(gè)刀,，根據(jù)手術(shù)的規(guī)劃實(shí)現(xiàn)了那么小的身體上裝了這么一個(gè)假體,，現(xiàn)在兩側(cè)開(kāi)好。



    （圖示）假體翻修,，右髖關(guān)節(jié)需要翻修,，兩個(gè)腿相差十公分。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)一體化的假體,，它能夠有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和即刻的穩(wěn)定性。我們通過(guò)這樣的手術(shù)實(shí)現(xiàn)了假體開(kāi)完刀就可以下來(lái),。這個(gè)病人已經(jīng)將近兩年了,。



    （圖示）這個(gè)病人是一個(gè)女性，在更年期,，性格非常的怪,。她從1982年就開(kāi)始開(kāi)刀，1987年又壞掉了,，她人工髖關(guān)節(jié)失去了信心的,。后來(lái)知道3D打印，她又重拾希望了,。術(shù)后三個(gè)禮拜她也沒(méi)有想到就下來(lái)走路了,。 從我們術(shù)后的隨訪來(lái)看，刷這個(gè)骨骼長(zhǎng)的非常的好,，她也非常的滿(mǎn)意,，她開(kāi)了四刀，前面三刀都是失敗了,。



    （圖示）強(qiáng)直性脊椎炎,，這個(gè)病人我們分兩次給他做，先做了一次之后,，把失敗的假體取出來(lái),，之后他非常的滿(mǎn)意，然后叮囑我趕緊做第二次,。這一次在病房里面還沒(méi)有拆線就可以下來(lái)走了,，以前是不敢相信，那么大的空間,，我們通過(guò)這樣的設(shè)計(jì),，早期可以通過(guò)這樣的板塊來(lái)走。



    還有一些病人是開(kāi)錯(cuò)刀的，我們需要的范圍非常的大,，把上一次手術(shù)的假體的范圍都要給他拿掉,，這給我們手術(shù)帶來(lái)的困難，如果沒(méi)有個(gè)性化很難做,，沒(méi)有打印也很難做,，必須自己設(shè)計(jì)假體把它放進(jìn)去，把整個(gè)腫瘤切掉,，再把假體裝上去,。



    （圖示）創(chuàng)傷，正常的創(chuàng)傷做的鋼板,，固定的非常的好,，但是里面的腫瘤還沒(méi)有看到，開(kāi)了刀之后腫瘤拼命的長(zhǎng),，從我們的CT來(lái)看還是可以保住子,，但是切除的范圍非常的大。把它的模型打印出來(lái),，設(shè)計(jì)出來(lái),，所以說(shuō)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)手術(shù)的范圍非常的大，設(shè)計(jì)的導(dǎo)管把整個(gè)腫瘤的范圍切掉,，整個(gè)大腿包括大腿上端包括骨盆那么大的腫瘤,，完整的給它切掉，按照打印的個(gè)性化,，這個(gè)腿是等長(zhǎng)的,。



    （圖示）如果是早期你對(duì)安裝有什么問(wèn)題的話，可以根據(jù)導(dǎo)航來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的安裝,，這份工作我們?cè)谠缙诰妥隽耍?006年有文章發(fā)出來(lái)了,。通過(guò)個(gè)性化的打印療效比較好，這個(gè)工作做了將近20年,。



    （圖示）還有我們?cè)谘劭舨窟M(jìn)行創(chuàng)傷和腫瘤的修復(fù),，由于腫瘤把眼睛拿掉，但是不敢出門(mén),，心理上有問(wèn)題,，這項(xiàng)工作從心理治療來(lái)說(shuō)是非常的關(guān)鍵，包括小孩子的先天耳廓的畸形,。



    （圖示）牙齒的矯正可以通過(guò)打印出不同的牙套,，實(shí)現(xiàn)同樣的結(jié)果，不光醫(yī)療作用有了,，我們還增加的美觀性和舒適性,，這些工作都是需要大量的人去開(kāi)展的。 生物打印是未來(lái)的方向，這方面我們的團(tuán)隊(duì)2013年發(fā)了一篇報(bào)道,。



    我們有了這個(gè)打印的技術(shù),，這個(gè)打印技術(shù)在我們的骨科的應(yīng)用從手術(shù)規(guī)劃到輔助盜版到金屬假體是一個(gè)創(chuàng)新的集成，大家的工作剛剛起步,，有許多的從醫(yī)療到管理層,，還有相關(guān)的學(xué)科的合作。因?yàn)檫@項(xiàng)醫(yī)療跟以前的醫(yī)療不一樣,，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化醫(yī)療的話就是我醫(yī)生把標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品拿來(lái)用,，所有的過(guò)程不用管，但是個(gè)性化的醫(yī)療,，醫(yī)生首先要選對(duì)合適的病人,，同時(shí)要選對(duì)合適材料工程師，軟件工程師,，一起來(lái)設(shè)計(jì),，同時(shí)把它放到病人的身上去。所以說(shuō)醫(yī)生參與了整個(gè)環(huán)節(jié)的過(guò)程,，大部分的人覺(jué)得骨科的醫(yī)生很忙,，未來(lái)很大的一部分的工作需要生物學(xué)習(xí)識(shí)別,，這項(xiàng)工作還有大量的工作要做的,，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,，推廣,。沒(méi)有準(zhǔn)的話很多人會(huì)走錯(cuò)路，我們打印中心也是在交大的支持下整合了所有的學(xué)院,，開(kāi)始在做一些工作,。



    在醫(yī)生方面要推廣個(gè)性化的理念，因?yàn)楹芏嗳藰?biāo)準(zhǔn)化用習(xí)慣了,，他不愿意用個(gè)性化,，但是個(gè)性化給病人帶來(lái)了非常大的好處。2017年在國(guó)內(nèi)11個(gè)省20家醫(yī)院都是由我們國(guó)內(nèi)各個(gè)省市頂級(jí)的醫(yī)院成立了分中心,，  就是把這項(xiàng)技術(shù)快速的推廣到各個(gè)省里面去,，這個(gè)工作已經(jīng)做了非常的好，現(xiàn)在有將近30家了,，我們希望我們的步子快一點(diǎn),，更快的推動(dòng)我們的醫(yī)療發(fā)展。



    謝謝,！

主持人：謝謝郝永強(qiáng)的演講,，剛才用自己親自經(jīng)歷的很多手術(shù)的案例，為我們形象的展示了3D打印如何幫助醫(yī)生來(lái)進(jìn)行制定手術(shù)的方案,，進(jìn)行手術(shù),，有效的解除了患者的病例。有一些案例看起來(lái)血淋淋的,，看到很到很多的患者因?yàn)?D打印幫他們順利的完成了手術(shù),，重新的開(kāi)始了生活，我們感到非常的欣慰,。再次感謝郝永強(qiáng)主任精彩的演講,。