郝永強：個性化醫(yī)學(xué)與3D打印

郝永強：上海交通大學(xué)附屬九院骨科主任醫(yī)師、教授,、國家重點研發(fā)計劃首席科學(xué)家,。主題：個性化醫(yī)學(xué)與3D打印。


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


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



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



    但是我們現(xiàn)在醫(yī)療上要求我們針對同一種疾病采用同樣的診療,、治療的方案,，這個到底是對還是不對？如果是標準化對我們培養(yǎng)年輕的醫(yī)生是非常必要的,，但是如果過分的強調(diào)標準化的,，我們看看有什么樣的結(jié)果，因為它忽視了我們每個人的特殊性。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，這種治療是否每個人都適合呢,？大量的研究證明了我們通過標準化治療之后,，能夠受益的僅僅占到三分之一。換句話說三分之二把時間給浪費了,，取得了比較差的結(jié)果,。那么如何破解呢？這是我們醫(yī)療本身出的問題,，就像我們醫(yī)療的理念和模式出了問題,，這個模式是來源于西方機械化大生產(chǎn)生物學(xué)的模式，這樣的模式在早期是好的,，因為早期在缺醫(yī)少藥的時候可行,，但是到了今天我們還要加上心理學(xué)、社會學(xué),，所以說醫(yī)療模式在發(fā)生改變,，從1P到4P，不管多少P,，其中有一個非常的重要就是個性化,。（南極熊3D打印網(wǎng)編輯發(fā)布。）



    如何實行個性化,，各個國家都在研究,，習(xí)近平總書記在全國衛(wèi)生大會上也提出了把今后衛(wèi)生的工作重點可能是個性化，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)濟發(fā)展之后，慢慢的從群體治療向個性化治療轉(zhuǎn)變,。



    所以說個性化治療是我們今后未來的一個努力的目標,，但是如何實現(xiàn)呢？需要選擇適宜的人群,。我們今天談個性化和標準化,，不代表所有的人都要標準化和個性化，如果要談到個性化,，哪些人首先是剛需,，必須要進行個性化治療的，然后是如何實現(xiàn),。



    回顧一下現(xiàn)在的發(fā)展,，在整個很多工業(yè)技術(shù),，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面產(chǎn)生了巨大的說明。這里面無數(shù)的發(fā)現(xiàn)都不是醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)的,，比如說顯微鏡是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的,，它對我們的病理學(xué)的發(fā)展有了極大的推動。所以我們講只有技術(shù)才會讓個性化醫(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,，增材是以個性化打印為基礎(chǔ)的。這項技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)就成為個性化醫(yī)療實現(xiàn)的重要的基礎(chǔ)之一,，如何實現(xiàn)個性化,？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)慢慢的運用到醫(yī)學(xué)里面來,？（圖示）這個是從上個世紀八十年代末開始,，他們從70年代開始做，已經(jīng)做了一些工作,，但是苦于找不到一個好的技術(shù),，把這個個性化的醫(yī)療往前推。



    打印機一經(jīng)走出實驗室,，上海交大就買了一臺,，王教授就說打一個模型出來看看，跟醫(yī)生考慮,，很多的影像和醫(yī)學(xué)術(shù)語的同行無法溝通,，有了這個模型，大大的節(jié)省了時間,。



    （圖示）剛拿出來的片子醫(yī)生都知道,，但是你給工程師看這個點是什么，他就不知道了,，他是一個平面的思維,。通過右上方的圖片，打出這個模型之后,，你跟他一講,，他馬上就理解了，他是一個三維的立體呈現(xiàn)給大家了,。這是一個還的骨頭拿掉,，做一個東西給它呈現(xiàn)出來。這樣的化就極大地推動了我們骨盆里面的應(yīng)用,。有了這項技術(shù)以后,，我們發(fā)現(xiàn)完全實現(xiàn)了生物學(xué)重現(xiàn)對稱，病人的恢復(fù)也非常的好,。由此就開展了不光是骨盆，全身的骨頭的關(guān)節(jié)，所有的關(guān)節(jié)都在開展,，建立了相應(yīng)的技術(shù)的體系,，在當時的話實現(xiàn)了在兩千年之前實現(xiàn)了臨床的推廣和應(yīng)用，2004年拿到了國家科技部的二等獎,。



    但是盡管是突破,，3D打印技術(shù)在里面只是起到一個輔助的作用，通過這個模型來幫助你來設(shè)計假體,，也可以在假體上模擬安裝,，它只是一個輔助的作用，相關(guān)的制造技術(shù)上還沒有突破,，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這個減材制造還是實現(xiàn)不了,，在治療上還是有一些麻煩,，比如說安裝。但是畢竟往前了很大的一步,。 金屬3D打印機,，我們可以直接生成，不需要通過檢查治療生成,。



    歸納起來我們在個性化醫(yī)療里面的應(yīng)用,，一個是手術(shù)規(guī)劃，我們通過3D打印技術(shù)把每個病人的病變的情況通過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,，我們通過手術(shù)的規(guī)劃把腫瘤的標記打印出來，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)通過模型輔助設(shè)計出來,，但是現(xiàn)在不需要的,。這樣的一個病人是由于一個良性的腫瘤，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,，她堅決不拿。后來有了3D打印模型,，我們就找到了問題的所在,，這樣的話我們通過三次手術(shù)就完成了她的需求。第一個術(shù)后兩周他腿擺正,，19年第一次左腳的腿可以踩地了,，基本上可以滿足她的要求。大學(xué)畢業(yè)之后第二年開了第三刀,，術(shù)后五年的話基本上正常了,，畢業(yè)后很順利的到的國外工作了。這項技術(shù)幫助了病人,，實現(xiàn)的保真,，也實現(xiàn)了她人生的規(guī)劃。



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



    （圖示）導(dǎo)管是另外一項用得比較多的,，比如說骨盆惡性巨細胞瘤,，我們想出能否用一個結(jié)構(gòu)導(dǎo)管引導(dǎo)醫(yī)生截斷，不能截錯,。根據(jù)我們骨盆結(jié)構(gòu)的特點,，我們設(shè)計了不同的個性化的導(dǎo)管，這樣的話告訴醫(yī)生兩刀,，這樣的一設(shè)計好之后,，只要是一個醫(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。



    （圖示）金屬打印,，內(nèi)植入的問題,，2013年我們買了醫(yī)院里面的第一臺的3D打印，這個也是我們目前唯一的一個個性化的打印,。



    （圖示）這個團隊將近是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)在短時間之內(nèi)把它變?yōu)槟阈枰�的�?shù)字化文件的話,，這項工作在這里面有很多具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)言,，快速的把這些CT變成你需要的文件，同時把它圈出來,，從生物學(xué)到生物力學(xué),，通過一年的觀察發(fā)現(xiàn)非常好的間隙在不同的階段都有不同的方式進去。



    （圖示）這兩個螺絲釘是緊貼著這兩個皮質(zhì),，往上往下都很危險。所以說這個設(shè)計實現(xiàn)了手術(shù)的精準性,，通過獨特的設(shè)計,，病人恢復(fù)的非常的快。這個病人已經(jīng)四年多了,，從我們的觀察來看,，長的非常的理想。



    這些例子看起來非常的簡單,，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,，從費用,、時間、質(zhì)量,、按照方面,，有很大的進步。



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



    （圖示）患者50歲，甲狀腺癌骨盆轉(zhuǎn)移,，所有的醫(yī)生都覺得很難,，一個是手術(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，還有五到十年的時間,。我們冒著風險幫他拿掉的話,，對他生病的延長和生活質(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,，我們在2014年開的一個,，通過打印，這個病人四年多了,，在這個基礎(chǔ)上,，針對這個關(guān)節(jié)放3D打印，我們做了很多的改進,，這樣一個病人同樣是打印出一個模型,，規(guī)劃出她的假體，拿掉之后通過重現(xiàn)的技術(shù),，還有部分的肩胛骨設(shè)計出它獨特的導(dǎo)管,，獨特的假體，這個病人兩年多了,，也非常的好,。



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



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



    髖關(guān)節(jié)全球沒有標準化的東西，上個世紀80年代的話我們做了一個髖關(guān)節(jié),，25年了這個病人還是用得非常的好,。



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



    （圖示）假體翻修,，右髖關(guān)節(jié)需要翻修,，兩個腿相差十公分。我們設(shè)計了一個一體化的假體,，它能夠有長期的穩(wěn)定性和即刻的穩(wěn)定性,。我們通過這樣的手術(shù)實現(xiàn)了假體開完刀就可以下來。這個病人已經(jīng)將近兩年了,。



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



    （圖示）強直性脊椎炎,，這個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,，之后他非常的滿意，然后叮囑我趕緊做第二次,。這一次在病房里面還沒有拆線就可以下來走了,，以前是不敢相信，那么大的空間,，我們通過這樣的設(shè)計,，早期可以通過這樣的板塊來走。



    還有一些病人是開錯刀的,，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)帶來的困難,，如果沒有個性化很難做,，沒有打印也很難做，必須自己設(shè)計假體把它放進去,，把整個腫瘤切掉,，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有看到，開了刀之后腫瘤拼命的長,，從我們的CT來看還是可以保住子,，但是切除的范圍非常的大。把它的模型打印出來,，設(shè)計出來,，所以說對于我們來說手術(shù)的范圍非常的大，設(shè)計的導(dǎo)管把整個腫瘤的范圍切掉,，整個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，按照打印的個性化,，這個腿是等長的,。



    （圖示）如果是早期你對安裝有什么問題的話，可以根據(jù)導(dǎo)航來實現(xiàn)精準的安裝,，這份工作我們在早期就做了,，2006年有文章發(fā)出來了。通過個性化的打印療效比較好,，這個工作做了將近20年,。



    （圖示）還有我們在眼眶部進行創(chuàng)傷和腫瘤的修復(fù)，由于腫瘤把眼睛拿掉,，但是不敢出門,，心理上有問題，這項工作從心理治療來說是非常的關(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打印出不同的牙套，實現(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展的,。 生物打印是未來的方向,，這方面我們的團隊2013年發(fā)了一篇報道。



    我們有了這個打印的技術(shù),，這個打印技術(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,。因為這項醫(yī)療跟以前的醫(yī)療不一樣,，傳統(tǒng)的標準化醫(yī)療的話就是我醫(yī)生把標準化的產(chǎn)品拿來用，所有的過程不用管,，但是個性化的醫(yī)療,，醫(yī)生首先要選對合適的病人，同時要選對合適材料工程師,，軟件工程師,，一起來設(shè)計，同時把它放到病人的身上去,。所以說醫(yī)生參與了整個環(huán)節(jié)的過程,，大部分的人覺得骨科的醫(yī)生很忙，未來很大的一部分的工作需要生物學(xué)習(xí)識別,，這項工作還有大量的工作要做的,，標準、規(guī)范,，推廣,。沒有準的話很多人會走錯路，我們打印中心也是在交大的支持下整合了所有的學(xué)院,，開始在做一些工作。



    在醫(yī)生方面要推廣個性化的理念,，因為很多人標準化用習(xí)慣了,，他不愿意用個性化，但是個性化給病人帶來了非常大的好處,。2017年在國內(nèi)11個省20家醫(yī)院都是由我們國內(nèi)各個省市頂級的醫(yī)院成立了分中心,，  就是把這項技術(shù)快速的推廣到各個省里面去，這個工作已經(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，更快的推動我們的醫(yī)療發(fā)展,。



    謝謝,！

主持人：謝謝郝永強的演講，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)生來進行制定手術(shù)的方案,，進行手術(shù),，有效的解除了患者的病例。有一些案例看起來血淋淋的,，看到很到很多的患者因為3D打印幫他們順利的完成了手術(shù),，重新的開始了生活，我們感到非常的欣慰,。再次感謝郝永強主任精彩的演講,。