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刘忠军:与3D打印相遇的“偶然”与“必然”

2016/07/18 来源:中国科学报/张思玮
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导读
最近几年,不论是繁忙的临床工作,还是参加各种学术会议,甚至在履行人大代表职责时,北京大学第三医院的骨科主任刘忠军谈论最多的话题都是3D打印技术。一名骨科外科医生,一项相当酷炫的新技术,两者看似毫不相干,却在刘忠军的世界里,结合得完美无缺。


刘忠军教授与3D打印模型

最近几年,不论是繁忙的临床工作,还是参加各种学术会议,甚至在履行人大代表职责时,北京大学第三医院的骨科主任刘忠军谈论最多的话题都是3D打印技术。

一名骨科外科医生,一项相当酷炫的新技术,两者看似毫不相干,却在刘忠军的世界里,结合得完美无缺。

从世界首例3D打印的人工定制枢椎,到世界首例3D打印人工椎体,刘忠军带领团队在骨科领域,尤其是脊柱外科,攻克了一个又一个世界难题,取得了令人艳羡的成绩,更是引来国际同行的围观点赞。

而这些成绩,在刘忠军看来,他只是践行了一名医生的职责——治病救人。

善于提问

如果说从大学毕业进入北医三院工作,从一名小医生到全面执掌骨科大局,刘忠军凭借的是一股对职业不懈的追求与满腔的热情。那么,当这种热情逐渐转变成责任与担当的时候,探索临床科学研究,解决病人的病痛便成为他诠释一名临床医生的最好途径。

从国内第一个引进颈椎前路带锁钢板内固定技术,到全国率先开展胸腰椎前路内固定技术;从钻研颈椎疾病微创手术治疗,到推广脊柱肿瘤的根治性治疗;从获得部委的重点项目基金,到担任国内外骨科领域学术期刊的要职……刘忠军凭借执着的创新能力与踏实的奉献精神,取得了非凡的成就。

但是,他并没有满足这一切。

“临床上,几乎每个病例都有自身的独特性,都需要我们因人施治。而也正是这种病人与疾病的差异性,才推动我们去思考更多的临床问题。”刘忠军认为,优秀的医生只有具备提出问题的能力,才能更好地解决问题。

而刘忠军正是善于提出并思考一个个临床上的“为什么”,才使得3D打印技术与骨科有了“美丽的邂逅”。

过去,骨科通常使用空心圆柱体的钛网作为植入物,解决骨骼支撑的问题,但是钛网稳定性欠佳,可能会出现塌陷的现象。对此,刘忠军带领团队不断与工程技术人员交流沟通,寻求新的解决方案,但却始终没有得到满意的答案。

恰逢此时,3D打印技术进入了刘忠军的视野。

“3D打印技术可以做成任何形状、任何结构的金属物品,如果能利用这种技术,我们做成临床上需要的形态,不就很好地解决了难题了吗?”基于几十年的骨科临床经验,他敏锐地发现了两者的关联性,经过跨学科、跨领域合作,历经多年的研制及临床观察,他带领团队研制的3D打印人工髋关节产品、3D打印人工椎体产品相继获得CFDA注册批准。

而经CFDA注册批准的3D打印人体植入物,目前我国仅此两项。即便放眼全球,这项技术也属于领先地位。

迎难而上

鲜花与掌声的背后夹杂着汗水,创新与探索的过程中质疑声也在所难免。作为一项新的工艺,3D打印技术应用到医学领域更是如此。

“熟悉骨科的医生可能并不了解3D打印技术,而掌握3D打印技术的人也可能并不知道它能应用到医学领域,毕竟3D打印技术最开始并不是为医学研制出来的。”刘忠军认为,正是多学科的交叉融合,才有两者的“联姻”。

但这种新的设想启动实施的时候,质疑往往大于信任。

“新技术、新工艺、新植入物,人们首先想到的是安全性的问题。”刘忠军说,虽然3D打印的植入物使用的材料与过去传统工艺选择的材料一致,都是钛合金,但依然会有人提出质疑:不同工艺生产的植入物强度是否发生了变化,会不会在人体内产生新的反应、造成新的危害等。

而这,刘忠军认为还不是最难的。

“最难的是专家提出质疑背后,没有给出太多积极建议,甚至都提供不出基本的标准可以参考。”刘忠军也非常理解,一项新的技术产生必然要经历这样的过程。但他比较着急的是,欧美等国家在这方面的政策相对宽松,而我国则需要经历漫长的审批过程。这就会导致“国内先有想法,拿不到产品,国外后有想法,却早已经上临床”的局面。

于是,作为全国人大代表刘忠军一再呼吁,要解决科技创新在政策、法律方面的瓶颈问题。“在保证安全、科学管理的前提下,将医疗科技创新产品尽早推向临床,惠及患者”。

欣慰的是,政府的相关部门已经着手解决这些问题,也制定出相关的法律法规。但刘忠军希望“步伐再快点”,“3D打印技术应用到医疗领域,全世界几乎在同一起跑线上,现在就是谁走得快,谁就在前面,而谁走得慢,自然就落在后面,我们不能痛失这个机遇”。

惠及患者

不可否认,3D打印在技术上优势明显的确是刘忠军为之动容的原因之一,但更牵动他内心的是科技能够给老百姓带来便利的同时,还能推动医疗器械国产化局面。

以骨科为例,内植物大约占据病人住院花费的2/3,“如果将3D打印全方面应用到骨科,并且实现产品国产化,不仅能够大大降低医疗费用,还可以加速国产产品的更新换代。”刘忠军说,相比传统工艺产品,3D打印产品可以省去很多工业流程,只要把相关数据输入到程序中,就能实现一步成型,节省了大量的人力成本,或许还可能实现产品零库存的目标。

但刘忠军却不急于进行新技术推广。

“刚开始,新技术还是应该交给一些资质相对比较高、有科研能力的医疗机构进行研制与应用,并且要与已经具备了生产传统医疗器械资质的企业合作,共同研发产品。”刘忠军认为,只有这样才能最大限度保证病人的安全与利益,“如果随便一个医生、随便一个工厂都去做,这样就可能存在风险。”

针对社会上有传言“以后能3D打印一个肝脏、一个心脏”等说法,刘忠军觉得过于乐观,“这或许得几十年之后才能实现”。

比如一个肝脏,里面除了有肝细胞,还有其他细胞、胆管、神经支配系统、淋巴系统等,怎么去构建各种各样的结构,并且让细胞保持活力,这是一件非常难的事情。

心系国家

先进的技术、超前的理念,再加之患者的期盼,更让刘忠军决心把3D打印这件事坚持下去。

“作为医学科学工作者,我们的最大责任就是用科学解决临床问题,立足于患者的需求,为患者提供最佳的诊断和治疗。”刘忠军说,立足于整个国家的医疗需求,既要有高精尖的基础研究,也要有短时间就形成产品的临床实用技术,可以服务临床、普惠患者。

但很长一段时间,我国在科研基金项目申请上,却没有很好地照顾到临床。可喜的是,今年科技部的很多科研项目已经开始向临床上倾斜。刘忠军也荣幸地拿到一个增材制造(即3D打印)与个体定制化医疗内植物研究开发的重大专项。项目甚至明确要求“由临床医疗单位的专家牵头”。

“政策的利好,我们医学科学工作者更应该牢记自己的职责,清楚自己所处的地位,把自己所做的事情与国家需求联系到一起。”刘忠军一直牢记科室的科训“厚德仁术,求是创新”。

此外,作为交叉学科的受益人,刘忠军还特别对医学生的教育提出自己的想法:过去我们注重医学知识的传授与学习,但从当前发展形势来看,确实应该多学习一些看似与医学无关的课程,或许对未来职业发展更有意义。

“机会总是偏爱有准备的头脑。当机会来临的时候,你根本都无法识别这是个机会,那只能与机会擦肩而过。”看似刘忠军与3D打印技术的相遇是一种“偶然”,其实是他善于思考临床问题的“必然”。

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