黄文华：医学3D打印技术平台的建立及应用

2019年9月19-21日，IAME中国（西安）国际3D打印博览会暨高峰论坛在西安高新国际会议中心举办。2019IAME旨在搭建增材制造（3D打印）科技创新的开放合作共享交流平台，汇聚全球顶尖的增材制造（3D打印）领域成果及人才，促进行业各环节、产业链的衔接融合，在“增材制造技术与生物医疗论坛”上，南方医科大学教授黄文华做了主题是《医学3D打印技术平台的建立及应用》的报告。

医学3D打印技术平台的建立及应用

南极熊根据现场速记整理的内容：

3D打印平台的建立和应用，总结起来大致有几个方面，首先是模型的打印，模型打印有教学模型、病理模型，打印后有支具的生产和外科导板，我们要进行金属打印和组织工程支架和组织器官打印，我们希望缺了一个器官就能打印出来一个器官，希望最后发展到细胞组织方面的打印。

无论是国家层面还是各个省的层面，都下了很大的力度来支持3D打印。一些人说3D打印是第三次工业革命的核心技术之一，在很多领域都得到了很好的应用，包括飞行器、汽车等方面，在医疗领域里面占了15%。它有很多的优势，比如复杂结构的制造，包括高度的解剖匹配，实现个性化的定制，所以它具有强大的医疗产业的推动效应，也吸引了这么多的企业来投资。在医学方面的应用有很多的优势，比如可以打印出来的模型做手术的规划，实现精准医，还可以进行术前的模拟训练及临床教学，实现医患沟通，解决信息不对称的问题，还有一些疑难病例可以打印下来永久的保存。

△3D打印盆骨脊柱模型

背景
医学3D打印是一个技术群，需要多学科跨领域的合作。在医学方面的应用主要涉及到人体结构，刚才裴院长说到了数字医学、数字骨科，因为要进行图像的处理、分割、重建等，都涉及到数字医学方面的知识。植入到人体里面去或者有一些固定的结构，力学的性质很重要。有一些地方放进去一段时间可能裂了，或者就不行了，所以力学的性质也很重要，还有组织工程。最后要打印细胞，植入到人体，组织工程的是非常非常重要的。

南方医科大学国家重点学科整体围绕临床应用进行研究，临床应用解剖学研究，医学生物力学研究，数字医学与3D打印新技术和组织工程研究，钟院士大家都比较熟悉，他每天都在工作，对解剖方面的人体结构，大家看到这些标本或者工艺品，对临床非常有必要的教育模型也好，很多做3D打印的企业，如果你能够把这些打印出来，有很多效益点在里面。这是我们做的人体，最后能够做到这样，有很多这样的图片我就不一一展示了。包括心脏的部分，还有骨盆和血管之间的关系，欢迎大家有机会到我们南方医科大学参观指导，我们有世界三大人体博物馆之一，在铸型标本方面确实是世界第一。在生物力学方面我们有了很久的积累，比如《严重性寰枢推脱位合并四肢瘫新术式研究》，我们也取得了一系列的科技成果。这是数字医学方面的积累，包括组织工程的积累。

△南方医科大学第三附属医院3D打印人工椎体植入手术

应用
这种情况下我们建立了3D打印技术研究所，我们在1999年就开始做，那时候还不叫3D打印，叫做快速成型。我们现在成立了3D打印技术研究所，有116台3D打印机，最先进的设备我们都有，有很多的博士后，跟各个方面的合作，这个平台从检测、设计到研发、到临床应用、到推广、到培训，做了一系列的工作。这是我们做出来的一些，像刚才那么漂亮的标本，那个标本做的时候有一个新鲜的尸体来灌注，最后形成的，而现在显然不可能再有这样的过程，再有那么新鲜的尸体。现在利用3D打印的方法打印出来标本用在教学上面是很多的，这是我们面对学生的教学，还有术前的规划，我们在国家自然基金的支持下，做了3D打印的一些手术规划，这些大家平时涉及到的比较多。


2013年2月13日，国家中央电视台新闻联播专门报道了南方医科大学3D打印跟腹腔镜技术结合做的手术。还有拇指再造，我们经过非常精细的一些设计，迅速的采集，包括3D打印，包括手术的规划，辅助医生做好没有手指造出一个手指出来。真正是在3D打印技术的辅助之下做出来了，我要申明一下，我们打印出来的手指不是接上去，是用辅助的方法来设计手术，而不是打印手指接上去，这个问题还是没有解决的。现在有一些报纸和记者问你怎么接上去的，怎么打印出来的手指，不是这样的，这些是从身上别的地方取一个共体来进行的，所以3D打印在临床上应用有很多的优势。

△3D打印人工椎体

我们在广东省省科技计划指导下，也建立了支持中心，做了一些示范基地，在矫形器的设计方面做了一些工作。利用3D打印设计一个适合自己的又透气又轻便的还可以活动的，这些器械已经在临床上得以应用。像这些都是打印出来的一些假体的应用，在2017年团队也获得了国家的重大研发计划，做了一些功能方面的研究，现在这方面的研究进展很快。多孔结构的一些植入物具有很多的优势，目前在生物材料的研究，无论是合成还是检测都做了很多研究。在血管的打印和神经的打印方面做了一些前瞻性的探讨。

我们在3D打印的辅助之下做的手术，我们从设计到手术的录入，在医疗方面的成果很多，也获得了很多的专利。3D打印在几个杂志中都有专栏，因为作为一个新的技术，医学3D打印做完以后不知道发到哪里去，开辟了几个专栏，同时跟很多基层3D打印有合作，建立了3D打印协会，参与了刘部长组织的一些标准制定，也承接了人社部对技术人才的一些培训，要求副高以上，每个班70个人，意味着每个省分一到两个指标。我们正在跟人社部说能不能扩大招生指标，或者多一点，包括住宿和吃饭都是由人社部掏钱。我们也办了不同的班，还要注意很多媒体的报告，像“打出真正的骨头”，真是语出惊人。这是我们在整形方面，韩国驻华大使专门介绍了韩国医药和我们的合作。

在生物打印方面，其实这是非常复杂的，我们打印血管，植入到人体免疫的问题怎么解决，植入到人体很快会被免疫系统攻击，还有血管打印出来要舒张收缩，才能有它的功能。所以生物力学性质怎么来解决，到底要到用到什么时候，如果三天就要换一个血管显然是不科学的，我们怎么办？我们有一个想法，把自己的干细胞取出来以后，分化成内壁细胞，使最后这个细胞打印出来的组织是自身的组织，就解决了一个免疫的问题。整个的架构为医学的整个服务也获得了不少的奖，这是博物馆里面的一个部分展厅，专门是3D打印，将来为临床和教学、产业服务。

最后我希望以后有很多的合作，也希望这个平台成为各位同行的舞台，谢谢大家！