3D打印技术应用领域越来越广泛，打印出来的物品也越来越多，从食物、服装到发动机……3D打印技术屡屡突破人们的想象，已渗透到生活的方方面面。

在医疗领域，3D打印常被用来制作逼真的患者器官复制品模型，清晰地将患者解剖结构呈现给医生，现已普遍用于骨科、心脏外科、神经外科等科室的手术预规划，一定程度上帮助医生提高复杂手术的成功率、降低手术风险。近年来，该技术在昆明医疗的临床应用上也有突破。

近日，记者走访了解放军昆明总医院附属骨科医院（以下简称：昆明43医院骨科）、昆明医科大学第一附属医院、云南省第一人民医院3家3D打印技术用于临床较多的医院，实地探访3D打印的医学应用。记者了解到，目前“医疗+3D”在昆明发展虽然迅速，但多用于辅助手术治疗，真正植入性3D打印技术用于临床还需要不断探索。

应用

昆医附一院运动医学科

辅助手术已惠及百人

在昆明医科大学第一附属医院，运动医学科是该院开展3D打印技术最多的科室。从去年初正式启动至今，依靠3D打印技术，已完成了百余例3D打印辅助治疗手术，其中最多的就是膝关节置换。

昆医附一院运动医学科主任李彦林带领团队研究3D打印技术已有6年，从去年初开始，该科将3D打印技术逐步用于临床。

经过多年研发，目前，运动医学科已成功开发出计算机虚拟重建手术系统软件，为患者制定个性化、精准化的手术方案。并在此基础上利用3D打印技术，研制出个体化的膝关节前交叉韧带重建术定位导向器，并成功运用于手术，显著减少手术时间并提高手术质量，为术前规划及术后评估提供了精确可靠的评价方式。

通过该自主创新的技术，医生需为患者先进行CT、磁共振扫描检查，并收集数据在计算机上进行三维建模，随后将数据信息传输至3D打印机中打印出实体导板。并按1:1的比例模拟出患者的关节形状，找到最精确最适合的手术路径和方法，再由医生动刀进行手术，从而做到事半功倍。

“传统的膝关节置换术很大程度上依靠医生的经验，但即使是经验丰富的临床医师，仅凭肉眼观察和经验也很难保证截骨的准确性。3D打印截骨导板最大的优势在于能够精准手术，实现私人定制。”李彦林介绍，因精准度提高，手术风险明显降低，且手术时间、患者住院的时间都明显缩短。

昆明43医院骨科

起草国内3D打印医学的

第一个行业标准

随着老龄化社会的到来，关节疾患的病人逐年增多，关节置换手术是解决各类关节疾病的有效方法。但由于一期、二期翻修的患者也正逐渐趋于高龄化，如何快速精准地确保手术顺利进行以及快速康复活动，已经成为针对高龄患者手术亟待解决的问题。

医院骨科副主任医师、医学博士李福兵说，之前很多复杂的病变都以保守治疗为主，但这种做法并不可取，因为长期卧床的患者容易出现褥疮、泌尿系感染、肺炎、下肢静脉血栓等各种并发症。随着科技的进步，也为治疗提供了新的选择，“关键是让不敢做的手术敢做了，让手术更加安全了。运用3D打印辅助技术就很容易解决髋臼骨质严重缺损这一手术最大难点，使手术治疗此类疾病得以顺利进行。”

据介绍，昆明43医院骨科自2003年开始，将现代影像学、电脑图形图像处理、计算医学、逆向工程及3D打印技术与现代临床解剖学和骨科学相结合进行跨学科、多学科交叉研究，建立了3D打印骨科临床应用体系，3D打印模型和手术导板目前已广泛应用于脊柱椎弓根螺钉的植入、髋膝关节置换、肩关节置换、骨盆截骨、各种畸形的截骨手术中，明显提高了手术的精确性，提高了手术疗效，为骨科各类手术的安全开展提供了高效及精确的导航工具，开辟了骨科手术导航的一种新方法，将骨科诊疗水平带入了数字化时代。应用该技术共完成手术2000余例，得到国内外同行的广泛认可，已成为骨科手术导航的标准技术。医院制定了国内3D打印医学领域的第一个企业标准和行业标准。申请专利16项，授权专利11项，软件著作权1项。主编了我国第一本数字骨科专著、主译国外第一本3D打印专著。2010年获比利时MIMICS全球最佳创新奖一等奖1项，2016年获云南省科技进步一等奖1项。

省一院肝胆外科

好比GPS定位，指导手术更精准

云南省第一人民医院是西部地区最早将3D打印技术运用于肝胆外科的医院，至今该院肝胆外科借助3D打印技术已完成150余例手术。

“3D打印技术将原本传统手术仅靠平面成像的CT片子的平面观测改为立体观察。能够让医生更有空间感，对术前的规划也更明确。同时，也能让患者以及家属更好地了解病情，更直观地了解手术的位置，促进医患沟通。”云南省第一人民医院肝胆外科副主任医师王峻峰说。

术前是如何运用3D模型引导手术的？王峻峰解释，首先把患者的CT影像用3D打印机打印出来，这个过程大概需要1至2个工作日。之后，病灶的器官模型就以1：1的“实物”形式呈现在医生面前。通过这样的一个模型，医生就可以明确肿瘤真实位置，评估病变范围与临近脏器组织的三维空间关系，了解肿瘤和周围血管的关系，或是通过调整3D打印模型找出最佳的解剖位置，为手术关键步骤提供直观的实时导航，对重要部位快速识别和定位，实时引导重要脉管的接合，提高手术的精准性，有效降低手术风险。

“这是一个很有价值的领域，3D打印技术就像是一个GPS定位，可以通过建立三维模型，让人很直观，又很有空间感地看到病灶是在什么位置，周边有哪些血管。可以给我们提供很多信息，方便我们判断，从而更精准地帮助我们完成手术。”云南省第一人民医院肝胆外科副主任医师王峻峰说。

此外，云南省第一人民医院肝胆外科于2015年7月就开展肝胆胰脾及血管3D打印模型临床应用基础研究，目前共借助该技术开展150余例手术。2016年，该技术被列为省政府资助项目和省科技厅惠民项目，至今年年底，患者到该院就诊需要进行3D建模和3D打印都不需要再付费，节省了8000元到1万元。

探索

有望研发“人工骨头”

除了忙碌于临床救治患者，昆医附一院运动医学科还有一方“神秘”的小天地，是专门用于研究3D打印的实验室。

在这里，设有3D打印机、3D扫描仪和步态分析仪等设备。负责实验室工作的医师余洋介绍，3D打印机打印一个导板大约需要3小时左右，而一个手术约需要4至5个导板，如今手术所需要的模型和导板都是在这里打印出来的。此外，实验室里还有一台步态分析仪，外观类似跑步机，患者只需在上面步行3分钟左右，便能通过还原3D影像监测患者术前术后的膝关节变化。

“3D医疗打印技术按实际用途主要分为三类，观察辅助、手术辅助、实体替代植入。其中，实体植入难度最高，也是生物细胞打印要突破的难点。目前，在附一院开展的都是手术辅助的3D打印，实体植入性的打印技术还在探索中。”昆医附一院运动医学科住院医师余洋透露，该科目前正在研究一个新课题，尝试用3D打印技术的逆向思维，以猪骨和其他人工化合物为原料，制成可植入人体的“人工骨头”。

采访时专家们表示，由于我国尚未出台相应的审批制度及收费标准，目前3D打印多用于辅助手术，植入手术在全国也是零星案例，或应用于疑难重症患者，或是以临床试用研究进行。3D打印技术在医学上的发展成熟仍需要一段时间。

案例1

依靠3D技术巧治血友病患者

在昆医附一院救治的患者当中，身患血友病的吴某是最特殊的病患之一。吴某所患的血友病是一种非常罕见的遗传病，由于体内天生就没有凝血因子，即使轻微碰撞，他也会出血不止。疾病不仅给吴某带来了痛苦，还严重影响其正常生活。由于反复出血，吴某右膝已严重变形，若不手术，或会致畸致残，很有可能在轮椅和床上度过一生。

对于这样的特殊患者，李彦林表示，手术最大的挑战就是如何使吴某体内凝血因子含量达到可以手术的要求范围，从而可以耐受手术。为最大限度缩短手术时间，以避免长时间手术所带来的不可预知的风险，3D辅助手术是最优化的选择。为此，医院为他实施了截骨导航模板辅助右膝人工关节置换术。

“因患者的关节异于常人，我们只能先依靠3D打印技术打印出他的关节模型，再定制出与之相匹配的导板。”李彦林介绍，经过周密的辅助手术，吴某膝关节置换手术获得成功，术中总出血量不到300毫升，后期经过系统性康复治疗和训练，患者有望正常行走及生活。

案例2

88岁老人瘫痪5年重新站立行走

三维CT扫描骨头大小，在电脑上进行三维重建，通过软件处理，预测出所需要植骨块的大小，定制合适的同种异体骨块，再进行体外推演手术,一切就绪后，再由医生动刀进行手术……昆明43医院骨科采用前沿的3D打印辅助技术，为88岁高龄的岳奶奶成功实施了髋关节翻修手术，近5年来卧床不起的岳奶奶如今终于能下地走路了。日前，岳奶奶在家人的陪同下，专程从个旧来到医院，为昆明43医院骨科副主任医师、医学博士李福兵送上锦旗表示感谢。

家住个旧的岳奶奶，2013年因右股骨头缺血性坏死，在当地医院做了髋关节置换手术。术后，本可以拄着拐杖走上几步的岳奶奶，很快就发现右下肢短缩，右髋部疼痛加重，只能卧床休息，这一躺就是5年。2017年4月，岳奶奶一家来到了昆明43医院骨科，经诊断后，确诊为右髋关节假体周围松动并感染、右髋关节脱位。

“髋关节假体周围松动并感染合并髋关节脱位是关节外科公认的难题。”李福兵说，由于老人年纪较大，身体情况也不好，合并多种内科疾病，并且术后抗感染能力差，容易诱发多器官感染，麻醉风险大，所以手术风险极高。但老人对生活质量要求较高，老人和家属都对手术治疗抱有很大希望，科室决定走精准医疗路线，采用科室最先进的3D打印辅助技术为老人行术前手术计划。李福兵说：“由于患者骨缺损严重，髋关节高位脱位，加之假体周围感染，科室讨论后决定先取出人工股骨头，植入带抗生素的占位器控制感染，再行人工全髋关节翻修。通过3D打印，我们打印出1:1的骨盆和股骨树脂模型，进行了体外推演手术，一切准备就绪后才实施手术。老人非常配合，手术很成功。”

案例3

完成复杂手术仅用了12分钟

47岁的李先生近期做了一个很特别的手术，手术仅用了12分钟，出血量不到2毫升，肝脏上的肿瘤已经被去除。这是因为云南省第一人民医院肝胆外科借助3D打印技术，事先将李先生的病灶器官模型打印出来，通过精确评估病变范围与临近脏器组织的三维空间关系，避开重要血管，从而让手术更加精准，降低手术风险。

“如果是没有运用这些技术，这个手术的难度很大。患者肿瘤所在位置比较特殊，距离胆囊只有差不多5毫米，常规的手术很容易损伤患者的胆囊。而3D打印模型引导手术就好比导航，帮助我们很清楚地定位到肿瘤病变位置，精准穿刺后对肿瘤进行消融，手术更精准，患者的创伤也更小。”云南省第一人民医院肝胆外科副主任医师王峻峰说。

有了这项技术后，一些难度大、风险高的手术也能更好地完成。比如腹腔镜下胰十二指肠切除手术，因为胰腺肿瘤位置处于核心地带，需要切除患者的较多组织。尤其对于老年人，手术风险更高，一般都不建议做。但该院在2016年一周内就成功实施了3例这种类型的手术，年龄最大的患者已经70多岁，年龄较小的也有59岁。王峻峰表示，因为手术难度大，要求精度非常高。于是，医院采用3D打印技术，打印出患者的胰腺仿真立体模型，从而精准确定胰管立体解剖位置，为手术提供现场实物参照和导航，确保手术顺利实施。并且，该技术还将原本需要16个小时完成的手术时间缩短到8小时左右。

据了解，以前胰腺肿瘤有侵犯血管就不能切除，患者没有远期存活的希望。在3D打印技术引导下，可将手术损伤降到最低，保留正常胰腺组织和脾脏。加上将开腹手术改进为腹腔镜手术，减少了手术创伤。手术中患者的出血量也会减少，术后恢复更快。

来源：昆明日报