艾科賽龍：用3D打印技術(shù)為醫(yī)生掃除手術(shù)盲區(qū),，讓患者手術(shù)進(jìn)入個(gè)性化時(shí)代

2018年已經(jīng)過去，這一年醫(yī)療器械不平凡的一年,，在年末，很多人都關(guān)注政策方面政策的不確定性,。經(jīng)過2018一年,，藥品4+7集中采購(gòu)靴子落地，掛網(wǎng)采購(gòu)席卷全國(guó),，我們已經(jīng)可以確定降價(jià)和控費(fèi)是基調(diào),。但是另一個(gè)更值得的關(guān)注的趨勢(shì)則是來自國(guó)家在鼓勵(lì)創(chuàng)新的措施。

趙小文先生在“未來醫(yī)療100強(qiáng)”BIN/NGS前沿論壇上發(fā)表演講

如果說降價(jià)是大浪淘沙,，伸頭也是一刀,，縮頭也是一刀，該來的總會(huì)來的,。而醫(yī)療器械創(chuàng)新則是國(guó)產(chǎn)醫(yī)療器械發(fā)展的長(zhǎng)期心病,。政府也出臺(tái)了多項(xiàng)措施鼓勵(lì)醫(yī)療器械創(chuàng)新，早日實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代,。

在醫(yī)療器械創(chuàng)新中,，3D打印可以說是國(guó)產(chǎn)醫(yī)療器械發(fā)展注入了一針強(qiáng)心劑。高性能醫(yī)療器械研發(fā)是“十三五”規(guī)劃中十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一,，個(gè)性化醫(yī)療器械的研發(fā)將處于高性能醫(yī)療器械研發(fā)的最前沿,。而3D打印正是可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療器械的突破。

國(guó)內(nèi)為數(shù)不多致力于3D打印醫(yī)療應(yīng)用的企業(yè)中,，艾科賽龍聚焦于生物醫(yī)學(xué)與人體組織器官再生工程,，提供個(gè)性化精準(zhǔn)外科解決方案。艾科賽龍的3D打印如何幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)?又如何將3D打印和個(gè)性化醫(yī)療器械研發(fā)結(jié)合?在“未來醫(yī)療100強(qiáng)”論壇上,，動(dòng)脈網(wǎng)專訪了艾科賽龍董事長(zhǎng),、研究員趙小文。

多學(xué)科交叉背景為醫(yī)生提供術(shù)前模擬,、術(shù)中導(dǎo)航,、術(shù)后康復(fù)
艾科賽龍一開始創(chuàng)立的時(shí)候，在專業(yè)的投資人加入前,，早期投入全部是自有資金,。進(jìn)入3D打印行業(yè)并不是易事,，想要在3D打印階段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地，要突破技術(shù)限制,、材料限制,、數(shù)據(jù)瓶頸。但是艾科賽龍依然選擇專注于3D打印骨科耗材,，因?yàn)閷?duì)于骨科手術(shù)來說,，無(wú)論是在術(shù)前、術(shù)中還是術(shù)后,，3D打印應(yīng)用是一大突破點(diǎn),。

目前艾科賽龍主要有四種產(chǎn)品線：包括模型、導(dǎo)航板,、個(gè)性化植入物,、生物支架。3D打印醫(yī)用增材制造可以在臨床中廣泛應(yīng)用,，尤其是在外科和與骨骼系統(tǒng)有關(guān)的領(lǐng)域,。所以艾科賽龍的產(chǎn)品臨床應(yīng)用場(chǎng)景包括除了骨科以外，還包括顱頜面部的植入性材料,，加上生物支架,，艾科賽龍的產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)、藥物研發(fā),、新課題研發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域,。

3D打印模型主要應(yīng)用于術(shù)前，能夠在基于MR數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)3D打印個(gè)性化手術(shù)模型,，快速重構(gòu)出3D模型,，高精度打印1:1仿真骨模型。

對(duì)于醫(yī)生來說,，可以更好地和患者溝通病情,，進(jìn)行術(shù)前模擬和演練。以髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)為例,，醫(yī)生可以直接在模型上開展真臼尋找,、髖臼旋轉(zhuǎn)中心定位、髖臼測(cè)量與磨銼,、股骨頸截骨,、股骨峽部髓腔測(cè)量和股骨截骨等關(guān)鍵操作。

以往骨科醫(yī)生只能在二維層面上利用經(jīng)驗(yàn)“加工”,，但是現(xiàn)在艾科賽龍可以在24小時(shí)內(nèi)就實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重建,、生產(chǎn)3D模型、打印3D模型等產(chǎn)品,。

在術(shù)中,，艾科賽龍還有介入式手術(shù)的導(dǎo)航板方案,，以應(yīng)用于脊柱的椎弓根螺釘內(nèi)固定為例，艾科賽龍可以根據(jù)病人數(shù)據(jù)還原1:1的脊椎模型,，設(shè)計(jì)導(dǎo)航板,，可以讓脊椎和導(dǎo)航板接觸面更加貼合，從而減少手術(shù)誤差,，總體降低手術(shù)費(fèi)用,。

3D打印手術(shù)導(dǎo)板應(yīng)用在髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，還可以幫助醫(yī)生在手術(shù)中可以快速確定髖臼的定位,、磨銼的大小,、深度、角度以及髖臼螺釘入釘位置,、角度,、長(zhǎng)度等，實(shí)現(xiàn)精確手術(shù)方案,、減少手術(shù)損傷、縮短手術(shù)時(shí)間,、提高復(fù)雜人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的成功率,、降低高難度人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的失敗率。

利用導(dǎo)航板在提高手術(shù)精度的同時(shí)也降低了骨科手術(shù)的難度,，在復(fù)雜手術(shù)和基層應(yīng)用中具有很大的空間,。

而在個(gè)性化的植入物方面則是實(shí)現(xiàn)了根據(jù)患者數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“私人定制”。

而將這些變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過程,，首先需要多學(xué)科交叉的背景和團(tuán)隊(duì)支撐,。尤其在醫(yī)療領(lǐng)域，安全性和有效性更是不可跨越的底線,。

趙小文對(duì)動(dòng)脈網(wǎng)表示：“想要真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制增材制造,，需要臨床、運(yùn)動(dòng)力學(xué),、生物學(xué),、解剖學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉研究,。我們的團(tuán)隊(duì)在早期組建的時(shí)候都覆蓋了這些領(lǐng)域,，我們團(tuán)隊(duì)中光是研究員數(shù)量接近20個(gè)人。這樣的一支創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)具有不可復(fù)制性,，這也決定了我們的產(chǎn)品和技術(shù)無(wú)論在國(guó)內(nèi)國(guó)外都可以保持一定的領(lǐng)先,。”

3D打印2.0時(shí)代將向活性組織的進(jìn)階
3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的領(lǐng)域的應(yīng)用上,，國(guó)內(nèi)已經(jīng)多個(gè)成功應(yīng)用的案例,，在湘雅醫(yī)院還實(shí)現(xiàn)了MR技術(shù)和3D打印技術(shù)的結(jié)合的人工關(guān)節(jié)置換手術(shù),。應(yīng)用在醫(yī)學(xué)，3D打印在醫(yī)療健康行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)可以說有五個(gè)階段,，從無(wú)生命體到簡(jiǎn)單生命特征,，活性組織、復(fù)雜組織器官,，最終實(shí)現(xiàn)打印完整生命體五個(gè)階段,。雖然每個(gè)階段，都是承上啟下的順接,，但是其實(shí)每一個(gè)階段都要求著巨大的技術(shù)突破,。

“骨骼壞死不一定是關(guān)節(jié)脊椎他有可能是由于創(chuàng)傷或者腫瘤獲得性先天性的疾病導(dǎo)致骨骼系統(tǒng)的損傷，壞死之后骨骼系統(tǒng)會(huì)造成很大的缺失,。原來的機(jī)械加工不能做這么復(fù)雜的架構(gòu),，它滿足機(jī)械強(qiáng)度的東西對(duì)骨骼的病損或者缺損的部分只進(jìn)行簡(jiǎn)單的固定和連接，但是它并沒有體現(xiàn)植入體與組織之間的相互作用,，也就是親和性,、生物相容性，尤其是硬組織界面問題,�,！壁w小文表示，“所以這個(gè)增材制造它可以完成這個(gè)使命,，來構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的植入物,，通過增材制造一個(gè)點(diǎn)一個(gè)面的去完成，這樣它真正的實(shí)現(xiàn)了完美的形態(tài)修復(fù)與功能重建,�,！�

趙小文在“未來醫(yī)療100強(qiáng)”會(huì)議上詳細(xì)講解了醫(yī)用增材制造的本質(zhì)和作用過程：“植入物植入人體之后，一個(gè)異物首先在表面招募大量的黏附性蛋白會(huì)激發(fā)信號(hào)通道,，這個(gè)信號(hào)通道如果合適,，則會(huì)引起適當(dāng)?shù)难装Y反應(yīng)，如果說這個(gè)異物導(dǎo)致了大量炎癥的反應(yīng),，則會(huì)形成細(xì)菌膜,，導(dǎo)致始終不能和組織融合，致使臨床上使用預(yù)期壽命10年的產(chǎn)品現(xiàn)在可能只有三五年,，松動(dòng)斷裂等等,，炎癥也可能導(dǎo)致骨質(zhì)吸收。所以植入物植入以后表界面的整合能激發(fā)自身組織的再生,�,！�

而艾科賽龍正是想利用增材制造完成組織層面的構(gòu)建。如果說3D打印模型是涉及解剖學(xué),、材料學(xué),、數(shù)學(xué)方面的知識(shí),。那么組織層面的解析則是涉及細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與組織相互的作用,。只有量化以后才能針對(duì)性地對(duì)組織進(jìn)行修復(fù)和重建,。

“我們?cè)诮M織層面進(jìn)行解析之后，設(shè)計(jì)的個(gè)性化植入物通過3D打印,，可以對(duì)組織進(jìn)行完美的形態(tài)修復(fù)和重建,，特別是在顱頜面部個(gè)性化植入物的修復(fù)這一塊，國(guó)內(nèi)的情況幾乎是空白的狀態(tài),。美國(guó)的顱頜面外科手術(shù)量有2000萬(wàn)例,，這是美國(guó)口腔頜面外科學(xué)會(huì)公布的數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)還沒有這方面的權(quán)威數(shù)據(jù),�,！壁w小文指出顱頜面的個(gè)性化修復(fù)這一領(lǐng)域，還有未被挖掘的重大需求,。

目前,，艾科賽龍基于骨小梁仿生微結(jié)構(gòu)的解析與構(gòu)建技術(shù)，用增材制造的植入物進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,，使用復(fù)雜的計(jì)算模擬,，研究了組織整合以及營(yíng)養(yǎng)輸送的定量關(guān)系。趙小文表示：“我們對(duì)不同的組織進(jìn)行還原和解析,，在組織層面進(jìn)行量化，最后對(duì)它的病損部位進(jìn)行仿生設(shè)計(jì),，植入的時(shí)候除了形態(tài)修復(fù),，界面也有毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)化，也有新的組織細(xì)胞再生,，實(shí)現(xiàn)最終組織之間的融合,。24個(gè)月以后隨訪發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)入情況良好,�,！�

艾科賽龍不僅擁有自己的跨學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊(duì)，同時(shí)也和國(guó)內(nèi)外頂尖的大學(xué)開展早期研究,，在醫(yī)用增材制造,、活性材料上，艾科賽龍走在世界領(lǐng)先行列,。

艾科賽龍借助與國(guó)際同時(shí)起步的3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療器械研發(fā)領(lǐng)域的突破,，有望實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)作為數(shù)字化設(shè)計(jì)模型后由虛擬到現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)變的技術(shù)，艾科賽龍成立于2005年,，歷經(jīng)十多年的發(fā)展,，也可以看到艾科賽龍正在實(shí)現(xiàn)3D打印的產(chǎn)業(yè)化落地,。

趙小文也對(duì)動(dòng)脈網(wǎng)展望道：“3D打印雖然目前還有很多值得完善的地方，但是能解決很多醫(yī)療中的問題和痛點(diǎn),，未來發(fā)展擁有很大空間,。”

來源：動(dòng)脈網(wǎng) 楊雪