【第三届世界3D打印大会】专题：3D打印在生物医学有何应用？

2015年6月3日至6月6日，第三届世界3D打印大会在成都隆重举行。南极熊3D打印网作为3D打印专业的互动媒体平台，到现场为大家从南极熊的视觉来观看了解这次3D打印领域的重大会展会议。下面请看南极熊·第三届世界3D打印大会系列—— 世界3D打印技术产业大会的那人那事，3D打印在生物医学有何应用？


主持人：首先有请来自四川大学华西医院的魏院士，由于魏院士有事没有来，所以有请苟马玲先生演讲。

苟马玲：新药研发是战略性新兴产业，也是我国重点发展的领域，因此14年之后就不断的研发，今天主要是从以下两个方面给大家汇报。

一方面是新药研发战战略性新兴产业。3D打印是今年的热点，对个性化复杂的医疗有很大的促进作用，我国政府也非常重视3D打印技术领域的发展，它包括工程再生医学等等，今天我们主要是说新药研发的内容，3D打印的重点主要是说再生医学和新药研发，目前国内取得很大的进展，包括器官，心脏，心脏瓣膜，以及颅骨，还有模型，今天重点汇报的是3D打印助推新药研发这一块，基于前期的一些经验，3D打印用于新药研发的各个环节，比如说3D打印药物发现这一块，我们的干细胞是研究的一个热点，干细胞的3D打印微环境一定程度上决定了干细胞的命运，如果我们研究它的命运，那我们首先需要一个人造的特定条件，包括我们针对多种肿瘤的干细胞疫苗，也取得了很好的进展；第二个是用于药物设计，我们可以把分子模型打印出来，更直管一点，药物和靶点相互作用，有助于我们设计新的药物；第三个方面是用药的筛选，传统的干细胞主要是在二维，但是我们在三维的基础上，投入新的药物，它的体内产生一定的差异，所以如果很好的解决问题，用3D来培养研究发现新的药物有非常重要的作用，比如说我们的细胞培养，细胞分选，细胞分析整合在一起，可以形成一个高通量的治疗；第四个方面是用药物的供应，我们可以直接合成药物，当然这个主要是一个打印器，以及一个药物的加工，这也非常值得重视，包括其他一些药物。

在技术方面3D打印用于药物导入，通常情况下往往需要我们用一个投入系统或者是非应用的颗粒，审批的问题。所以我们利用3D打印，比如说我们做基因医疗的，我们如何在没有痛觉的情况下将基因医疗导入皮肤，我们3D打印微型针有很好的应用，模拟体内环境。前面是一个整体的学习，对3D打印的了解，在我们实验室，近年来也开展了一系列的3D打印研究，四川大学一直很重视3D打印，特别是3D打印生物打印这一块的研究，目前有多个国家级的研究平台，在支撑我们学校的3D打印打印。在我们实验室平台的特点就是从基因发现到药物研发，到临床试验，形成一个完整的药物开发的技术链，我们在学校里不仅做基础研究，我们也要解决工艺，我们主有几个中试车间，目前我们跟国内的一些企业建立了很好的联系，包括扬子江、国药等三十余个大企业。现在实验室整体情况有一千余人，其中教授、副教授超过一百人，还有包括很多的长江杰青的获得者。目前每年有超过三百篇的文章发表，光我们14年就有一系列的，包括在国际著名杂志都有很多的文章发表。到目前我们已经有三十多个转化项目，转给了企业，正在进行深度研发，也取得了较好的研究进展，部分药品我们研发已经进入临床研究阶段。这是我们转化的不同的药物，我们针对不同的疾病、剂型，同时我们实验室也是进入了国家首批的协同创新中心，当时是赫青花大学，和南开进行合作，也正在筹建一个国家转化医学中心，在未来五年内我们会建立一个大的3D生物打印平台，同时我们也在华西医院，每年在科研领域都有比较好的成果，也是我们中国乃至亚洲最大的医院之一。

一方面是研发展新型的医学3D打印技术。我们和国外包括加州大学清华也开展了一系列的研究，我们研究了3D打印机器，也研发了材料，我们有了机器和材料以后就可以打印我们想要的东西。在应用方面，从体外模型应用到体内三类器械到活体器官的研发有进行了一系列的研究，这是我们用于做3D打印的模型，用于手术导航等，海耶3D打印的微结构，用于他们的相互作用，从而用于新的靶点，还有我们打印的细胞芯片，用于高通量的药物筛选，以及我们打印的药物的细胞的导入系统，特别是针对干细胞导入系统，为干细胞的治疗提供一个潜在的新选择，包括我们做人工角膜，也研究细胞与三维材料的相互作用，同时我们有3D打印的微型肝脏，3D打印的新型生物材料。近期我们在3D打印技术和纳米技术结合方面开展了一系列的工作，我们的思路就是3D打印提供一个结构平台，纳米材料实现一个功能，这样有机的整合在一起。我们在纳米方面有很多的研究技术，从20纳米到400微米等等，我们想要多大的纳米颗粒都可以可控的自配出来，包括最近有一个针对川红毒素的检验的策略，我们用合成的纳米针对川红毒素(音)策略机制解决了一个，基于这个我们设计了一个颗粒，进一步把这个纳米颗粒作为一个干细胞的防体，放进一个内组织中，构建一个整体肝脏的内肝体，这个内肝体也受到了国际关注。整个3D打印的流程包括下面五个部分，我们的几点体会，一个是3D打印技术本身是个性化的，通常是医学应用，一定程度上决定了我们使用的3D打印技术，第二个3D打印在新药研发中有很重要的应用值得深入研究，第三个我们现在中国需要自己的生物打印机，目前高端的打印机主要靠出口，3D打印的材料或者是生物油墨在这当中发挥了非常关键的作用，还有一个目前3D打印缺乏技术，第六个是相关的法律法规有待健全，从设备到制品，可能整条系统的标准及认证。我们想可能要重视3D生物打印技术，特别要注重医学应用的导向，要紧密结合临床应用，这个过程中也需要政府的正确引导，大力支持，也要加强监管，谢谢!

主持人：谢谢苟老师，因为我们的时间关系，提问的环节就等会后交流。第二个演讲嘉宾是有请Ian Gibson。

Ian Gibson：大家早上好!我们今天主要要讲的是3D打印的一些潜在的机会，特别是在医学应用方面，3D打印或者是我们把它叫做增材制造，为什么它这么重要呢?我们刚刚都谈到过，或者在昨天的讨论中都谈到过，3D打印的重要性。

我们可以看一下工业方面的发展，特别是机器人的发展，还有汽车行业的发展，来看一下它为什么重要，为什么我们汽车行业如此的重要，它是一个不断在发展的行业，它的发展在不断地加速，3D打印也会不断的帮助其他行业的加速发展。

我们从航空领域来看，所有的这些领域都在使用3D打印的技术或者是他们都对3D打印技术都非常感兴趣，因为这些产品本身与3D打印打印技术有密切的联系，他们的产品本身非常的复杂，它的设计也是基于非常复杂的一些原理，而3D打印使得所有的这些产品和技术得到实现。

另外一点是我们企业的一些动态，比如说现在我们非常关注的一些动态，因为我们都很喜欢一些不寻常的事情，而3D打印可以让我们做很多不寻常的事情。

最后在医疗应用领域，为什么在医疗应用领域它如此的重要，因为我们希望我们的产品是独一无二的，并且特别能解决我们当下要面临的问题，因为它是独特的，所以我们来看一下医疗生物领域的应用，对我来说非常惊奇的是，现在已经有很多的一些应用，我们看一下3D打印在医疗领域的应用，比如在过去25年中是非常明显的，但是我们仍然有一些很大的障碍，如何来应用它，直到最近主要的障碍就是我们的成本，3D打印真的是太贵了，因为医院就像其他的一些商业行业一样，我们也要考虑一个成本问题。在过去除非没有办法用其他的医疗方式我们才会选择打印，但是现在3D打印的造价我们希望它不断的降低下来，所以现在很多人对3D打印打印非常感兴趣，他们希望把这样一个技术应用到医学领域。所以医学的利用主要是围绕着以下一些方面，我们要把我们的应用进行模拟仿真，这都需要用3D打印的技术，它需要在一个仿真的环境中，在我的研究的领域，我也会有这方面的研究，包括在面部和口腔的手术当中，我们也会用到他，我也同意刚刚那位演讲者所说的，我们的数据处理也是非常重要的一点。我们也需要把3D打印应用在医学领域当中，所以要解决这个问题。

现在有很多欧洲的公司，其他地区的公司，在逐渐展开新的活动，希望能解决新的问题，如果有时间的话，我可以谈一下我们的组织、工程。把3D打印用到这个领域里面，首先的想法是，在我们的病例中把它应用过来，特别是运用在骨头上有一些病变的女性身上，还有就是针对老年人，要使他们的关节变得更加灵活。所以我非常有幸的可以跟我们在手术方面的一位香港专家合作，我们想要研究一种手部关节，使人们能获得更新的一些活动性。所以在这样一个案例中，我们把3D打印作为一个模拟仿真的工具，把我们手术的相关知识与它的真实的设计联系在一起，来进行一个人工手指的关节设计，它成为了一个手术的工具，也能帮助我们在这样的病例治疗中发挥更大的作用，所以当你真正有了这样一个手指之后你可以很好的抓取物体，我们还可以辅助于其他的物质。

另一个我们研究的领域，就是我们的法医病理学。它想要建立起来一些研究，有的时候也存在着一些困难和问题，有时候我也在尽量的去解决它，我也是和一位朋友，病历学家合作，我们主要是研究，如果你能够保存这个骨骼，有没有可能从这个骨骼中去研究呢?但这个领域其实是比较困难的，因为有很多的外部因素的影响，但是使用3D打印比如我们可以把它应用于3D扫描，可以搜集一些我们的信息。进行扫描，比如说在一些法律的场合，它可以代表着这些辩护者，因此在这样的情况下你需要搜集信息，以证明你的假设或者是推论，对于那些头骨受到袭击的人，它的骨骼是否可以通过3D技术进行修复呢?我们是可以修复的。这是面部和额面部的手术，但是人们很在意他们看起来是什么样子，如果你有什么事故发生呢，需要做一些外科手术，因此我们和TC进行合作，我们协助药物模型制模，我们建立一些模型进行手术，我们这个脸部的对称进行修复，这些是我们确立的一个方面。如果面部看起来两边不对称，可能是由于身体出现了一些问题，因此我们做了许多工作来帮助人们，尤其是对于那些发生了一些事故的人，比如说他们脸部的肌肉和骨骼发生了问题，我们会帮助他们来治疗，我们主要是做一些假肢体，你们可以看到它是一些钛架结构，在这样的3D打印技术下，我们可以建立一些模板，帮助外科医生去定位，以及去进行对应。

关于3D打印技术的应用，在很多方面，比如说我们帮助外科医生去了解他们的药物，他们可以更加精确的了解病人，此外我们还可以让这些模型用来建立植入物，尤其可以针对每一个人不同的部分，每一个人不同的情况来建立植入物，进行手术，所有的这些方面都能够帮助加快我们的手术进程，并且加速恢复进程；还可以帮助我们更加关心病人，让病人感觉他们受到重视的程度；也可以加强病人和医生的沟通，尤其是在外科医生和他们同事之间的交流，也可以得以加强，也可以让这个手术更加成功和顺利。

有一些研究领域，我们针对一些医学问题建立了一些标准、解决办法。你可以看到很多孩子都有一些发育不健全的骨骼，其实有一些综合症主要是会让大脑受到影响，因此修复这一领域是非常重要的。研究这一领域，我们在这里想出的办法就是建立一种手术方案，你需要将骨骼的前部分离，但问题是每一个装置上都需要针对个人所特定的一些装置进行设置，和这个相关有的综合症还需要做一些手术方面的骨骼，进行颅缝骨结合，把这个骨骼进行分割，然后进行手术，这样可以让大家做出一种标准型的方案去进行。因为我们建立模型，让外科医生按照这样的模型，在术前、术后都可以加快效率。

其他研究的领域就是脊椎的手术，我们和他们进行手术，可能时间有限，我只谈一点关于组织工程的东西。很多人都在说我们的心、肝脏可能是比较好的领域，我的研究领域在于再生骨骼，再谈到再生骨骼，我们遇到的问题是骨骼不能自己生长，在事故非常严重的情况下，或者是他们得了骨癌，我们得移除骨骼的部分，所以他们不能自行生长，这部分可能不是很清楚，在把头骨揭开，你可以进行组织再生，但是问题在于它听起来很简单，但是这个生物化学领域却是一个难题。在骨骼当中，你可以寻找一种同质的结构，它是一种规则型结构，就像是我们的髋关节，或者是手肘部分的关节，骨骼沿着自己的形状、结构进行生长，所以我们需要明确这一点，我们有关节、有骨骼，我们为了要进行骨骼的生长，你需要有许多的细胞结构、细胞生长。因此，我们这里所面临的问题，就是我们存在一些问题，比如说是生物相融性，生物相合性，我们有不同的特性，所以我们需要多元化的解决方案。

作为总结，我们在制造领域、打印领域还有许多的机遇，比如说设计，我们还有许多的理念需要学习、了解，但是我们需要从工程领域扩展到医学领域，还需要时间，生物医学领域是非常让人振奋的，可以让外科医生得到鼓励，因此对于外科医生来说他们的时机也把握得很准，我相信这一点对大家来说是一样的。最后我们知道3D打印技术已经用于临床的应用当中，我们要节约时间、节约成本，所以我们使用3D打印技术，我们还可以通过这个技术创造更多精确的结果，我们在大体上需要支持这个技术的技术领域，比如说一些工具，这才能成为我们的解决方案。

主持人：非常感谢!有请下一位演讲嘉宾，下面做演讲的是来自美国毒理研究院的院士，四川蓝光3D生物打印研究院的院长康裕健教授。

康裕健：谢谢，我考虑如果要把我们所做的东西在这儿来讲的话讲不完，今天我给大家分享一下我们在做3D生物打印的经验，以及我个人的思考，对这个产业的影响。

我们在计算机时代，在美国和中国各有比较突出的两个风格，一个是美国的比尔盖茨，一个是中国的马云，他们俩得出一个共同的结论，下一个首富将出现在健康产业的领域里面。我在等待这个首富什么时候出现，我也在思考，他为什么能出现，我们的健康产业，我在这这个产业上已经混了很多年了，从我工作就开始做健康产业，我们现在的健康产业有一个很重要的需要，如果成为产业化，要满足每个人的需要，也就是说要满足个性化的需要。有很多新名词，现在有一个名词叫“精准医学”，满足个人的需要到很精准的情况下，那你还要有规模化的制造，这就是一个矛盾，这个矛盾怎么能解决?我们在这个产业如果要发展就需要一个工具，这个工具在健康产业等了很久，我们下面就是3D打印。我给你解释一下为什么会出现这个事情，比如说我现在要拿这个麦克风，大家都知道这个麦克风的制造，制造这个麦克风用很多方法，但最后这个麦克风的标准，拿着用一定要是这个形状的，这才能通过国家的标准，拿来用，但是你要个性化，我要麦克风发生不同的变化，那你要在制造商重新改造，满足每个人。如果我们现在传统的工业，你一个一个去锻造打磨，这个效率是很低的，但是我们3D打印是通过新的方法，在打印机这个环节，为打造出你所需要的东西。这有一个问题，就是我们现在的标准还得需要改变，因为我们现在要把过去我们认证产品来作为标准，来改变成我们印证这个制造过程，把这个标准要重新制定，这个又是一个复杂的过程，我们接下来讲一下以生物学的应用来讲一下，这个过程是怎么发生的。

比如说现在骨科医生，我就以骨科为例提一下，我们现在的程序，我们骨科病人进到医院，首先做各种检查，骨头椎间融合器检查，我们的医生做了一个判断，认为这个病人需要一个椎间融合器，这时候我们中间有一系列的代理商，把这个东西送到医院，在医院的供给部门排列了不同的椎间融合器，医生根本需要把椎间融合器调出来放在病人身上，在这个过程中大家看到有两个重要的环节，一个是制造环节，一个是应用环节，这两个环节之间，只有在用的时候他们才有对话。3D生物打印会发生什么样的变化呢?可以看到我们的医生拿到这个片子后，研究手术方案，同时会把这个信息送到打印机，打印机第一步可以把你这个病人的病灶，把你病人本来生命的面貌，通过打印机做一个术前模型，同时可以根据你们医生制定的方案打印出适合于每一个病人所需要的椎间融合器，然后直接用在病人身上。在这个过程中，有几个重要的变化，一个是椎间融合器的制造不再是右边这个部分了，第二个是我们在看到了术前模型拿出来之后，医生和病人就会有一个交流，以前医生和病人实际上没有办法交流，因为病人没有办法理解你这个是怎么样，只是一个平面，现在病人看到了这个术前模型，这就是我的病，病人也可以提出自己的意见，我愿意怎么样让我更舒适，我制造一个什么样的椎间融合器。这就产生了一个很重要的问题，如果在新的环境下，就会在这个新的经营模式下。

我再举一个例子，我们现在在临床上正在用的，这是我的学生在用的，我的学生是一个血管外科医生，一个病人的辅助动脉瘤(音)，这个瘤不算很大，但是埋藏的部位和结构很复杂，我的学生做手术的时候，这个瘤很难处理了，因为他在我这里工作，他想到我们是不是可以用3D打印做一个模型，所以他就把他扫描下来的信息送到我们实验室，我们实验室经过处理，然后用3D打印机打出来这样一个模型，他根据这个模型制造了一个新的手术方案，这个病人也就恢复了。他得出两个结论，他说第一个我们过去这样的手术是不会做的，因为风险很大，第二个在做的过程中，我发现我手术的技术提高了，因为它直接先看到这个模型，先练了一下技术，第三个他没有给我说，他最近给我说了，由于他做了这些，就就上瘾了，又做了第二个，第三个，他是一个青年医生，在我们的医院被评为我们医院的先进青年教师，模范医生，毫无疑问的他的奖金一定是高的，也毫无疑问他的提级速度也快了，这对他的影响非常大，所以他又回到我的实验室，他给我说康老师我建一个实验室，来做这个事。

我总结一下这个过程，因为我们有很多例子，在这个过程中，3D打印和健康产业会发生什么变化?我刚刚不讲那么多的应用，因为我们今天要列出来的应用明天就失效了，因为明天会产生出很多，大家用的很多，所以我认为我们这个3D生物打印在健康产业的应用，我们的想象力是唯一的限制；第二个我讲了它是抵赖意想不到的变革，我说它能改变医患关系，过去我们医生和病人没有办法交流，你让病人理解你这个专业的东西不好理解，但是你把这个打印出来的模型放在他面前，说这个就是你的病，他就自己理解了，他就可以决定说我这个病愿意怎么做，促进医疗改革。我们可以看到，中间的环节很多都被删掉了。有时候我对医药代表说，对不起，可能你们要重新找工作了，我要讲的不是在中国，在美国这个情况都是在发生。我们总结出来一个新的，就是定制健康，我们每个人，每个医生和病人一起来定制我自己作为病人的需要，来定制健康，我们打印也领在一个新的时代。由于是这样一个新的时代，有眼力的企业家就会知道，这是一个投资的非常好的项目，我非常有幸的是蓝光发展看到了这个，和我交流，他们大胆的投入，在我们交流的时候，3D打印绝对不是一个打印机，3D打印是一个系统工程，你要做3D打印可不是单纯的弄几台打印机就可以了，我们互相之间充分的理解，这是我个人的理解，也是我们正在建设的，3D打印技术体系，如果你把3D生物打印真正做起来的话，我们需要的是这个东西。

刚刚已经说了，数据处理，前两位都讲了，这个数据处理是限制3D打印的一个很重要的瓶颈，这是毫无疑问的。我一会儿给大家讲我们怎么做处理，所以你还有一个大的数据处理，更重要的精算非常重要，你要我的打印机，我任何东西都可以打，但是你让我打什么，你必须把信息给我，现在有人问我说，康老师你在做心脏，你能不能把心脏做出来，我的回答是能，但是你必须给我打印心脏的信息，如果我不知道我们的血管怎么分布，我的打印机是没有办法打的。这个大家很清楚，毫无疑问你有了这个信息还得有墨汁，我们心脏有那么多种细胞，我们知道的就有十一种主要的细胞，这个墨汁你要理解了才能把这个心脏打出来。下一个不仅仅是打出来，下一个是我把心脏打出来了，就放在你的心脏了，这是不可能的，因为我们自己换心脏还得有一个培训训练的过程，所以这个打印后的处理也是非常关键的，现在前面的没有提到，我要提示给大家，所以我们现在3D打印的瓶颈一个是生物信息，一个是生物墨汁，还有一个是打印机，还有一个是打印后处理。打印后处理是很关键的一步，我们的投资人可以看到，如果我们要做这么大的工程，这不是一个小本投入了，我们要抓几个关键，第一个关键是什么呢?我刚刚已经说了，我们的信息，比如说我要打出这个血管，我要打出一个什么样的血管，必须准确的把这个血管的信息拿出来，因此我们在这个需求下，首先建立IT部门，现在我们IT公司马上成立。这是我们要做的，要打一个血管，我介绍一下我们现在的产品，我刚刚说的东西，我们需要72小时把数据转换，从临床的数据转换要72小时，我们现在同样的数据转换，大家可以看到这是实时拍摄，用你的手机来拍的，拿着你的X光拍摄出来，从二维转换成三维，拿着手机去照X光，照下来之后生成骨骼，这就是你自己的骨骼，你在这上面看你的病灶，最后你说这个地方有问题，要要做这样一个东西。我们的数据在不断的扩大，而且这个数据是相当大，它越来越精细化，为什么要打血管，所有的器官你要生存必须要有血管，要打血管，打组织，打什么，我刚刚说墨汁是非常重要的，而且毫无疑问那是核心，所以我们下了很大的功夫在做，我们把我们做的打印的单元叫做生物砖，英文是Biosynsphere，我们的专利已经保护起来，如果你们在今天以后，要见到这个Biosynsphere，你就知道Biosynsphere从哪来的，我们的Biosynsphere作用是什么?就是你要打所有的器官这是最基础的东西。

我相信我们大家会见证Biosynsphere在全球的应用，因为我们现在到英国牛津大学还有美国的，还有英国的伦敦大学，美国的纽约大学已经开始和我们合作，在用这个Biosynsphere开始做生物学打印了，我们Biosynsphere的申请在哪，这个东西里面是一个基础单元，里面用干细胞来打，里面我们做的东西是打出来后不仅仅是生存好，更重要的是出来以后让它成为肝脏细胞，让他成为生长细胞，它就在培养过程中这个东西就自然形成，这是第一次发布。我们有了这个东西，我很兴奋，我们就买打印机打吧，然后我们又接受一个非常好的教训，我们就想把我们的Biosynsphere打出来，然后我们也要求我们的打印机，世界上最好的打印机买来了，再一比划不好使，我们最重要的一个教训是什么?打印机千万别轻易就买，因为它没有用，我们知道2002年第一台生物打印机就出来了，到现在我们的生物打印还没有火起来，因为你的墨汁决定你的打印机，现在我们的墨汁需要的精准的打印机的要求是很特意性，我们决定要和别人合作，我们现在和北京合作，北京专门制作我们作为Biosynsphere的打印机，下一步不仅仅打出来，你打出来的东西，你打出来的血管不可能安进去了，还得要变成一个真正的为我所用，为病人所用的血管，我就以这样一个故事跟大家分享一下我们的经验和体会。

最后我们能做到什么程度?我想跟大家说的，我们有了这个Biosynsphere，我们再把打印机做出来，你要问我说打什么，我说我们什么都打，但是在我们自己手里我们不一定要什么都打，我们要建立的是刚刚说的，我们要做3D打印健康应用系统，这个系统就是各个关键环节，我们都要满足需要，这样才能完成整体的一个3D生物打印在生物学的应用。最后非常感谢我们的投资人蓝光发展，为我们注入了大量的资金，这是我们现在的研发团队，谢谢大家!

主持人：谢谢康教授，下一个演讲嘉宾有请中国工程院院士，上海第九人民医院院长，戴尅戎院士

戴尅戎：先声明一下，我这个院长是已经撤职的院长。3D打印其实现在已经在市场上几乎占据了每一个角落，目前最多的是生活用品，占的市场份额最大，第二位是汽车，第三位Medicol和dental，就是医学的应用，航空航天是第四位，我想就开始提供例子，大家去思考。

在医学的应用我是结合骨科来做，首先是模型，模型重要吗?前面有人说了，我举一个例子，这是一个19岁的萧姑娘，他生下来就是这么一个情况，一条腿站地，另一条腿只能伸到90度一点，她非常倔强，坚决不用拐杖，从幼儿园开始就这样跳着上学，但是到高中就没有办法上学了，总觉得为什么这个腿会转成麻花一样，搞不清畸形在哪，大家就知道3D打印，我们从骨盆和踝关节整个打印出来，我们看到骨盆畸形，但是不足以造成这样一个扭转，所以问题在膝关节，我们发现膝关节转了60度，如果我们把它转回来，第一要把所有的韧带切断，将来这个关节就不稳了，第二就把前面的宾骨转到外面去了，这样它身体的力量就不够了，在这样的情况下做一些设计，就靠这个模型把所有的注意力全部集中在膝关节上，放弃上面的器械校正，这样给她做了一个手术。这个小孩子一个月以后有生以来第一次用两条腿走路，11个月后她考上大学，因为他能走路了，她能上楼、下楼，所以她能念书，这时候她说是不是请医生再帮我剩余的畸形校正一下，我们做了一个校正，大家看到这个完全直了，在这时候她已经毕业了，现在她已经找到了工作，而且是在北京找到工作，最近到泰国，人家给了她八个月的合同，她的一生就这么改变了。另外这个模型可以辅助一些假体的设计，像这个孩子左上角是一个模型，整个的半个骨盆被切除了，在这个情况下躯干和肢体的联系完全是靠一个假体来把它连接在一起的，刚刚大家看到她可以上楼，可以下楼，可以全蹲，功能也是非常好的。她现在跟他妈妈要钱，说他准备开一个小超市，为人民服务。

3D打印可以直接打出假体，这是一个很严重的骨溶解的病人，背后的骨头模模糊糊一片，这个骨头到底坏到什么样子不知道，老规矩3D打印，我们发现这个模模糊糊根本是没有骨头，整个是一个大洞，常规的假体无法修复了，这种情况下专门为他设计了一个假体，下面可以跟股骨连起来，上面稍微大一点，就把那个洞给堵了，病人手术后的情况挺好的。

这是一个肿瘤的病人，骨盆的肿瘤，当然要做设计，设计的差不多以后，我们就在3D打印出一个假体，后面白色的这个把它切下来，然后就要做一个金属的假体，这个金属的假体是用3D打印机打印出来的，所用的时间26小时，就是一天多一点，很快就把这个假体做出来了，当然还有后加工，这个假体当中是实心的，表面是网眼的，而且它有很多洞，这些洞刻印导引螺丝钉，把这个假体固定在这里面。如果我们一切都非常满意，术前模拟也非常满意，万一医生在术前切歪了一点，那所有的东西都不对了，所以刚才谈到导板就非常重要，就是一个白色的，用3D打印出来的导板，严格的按照这个导板切一切都是对的，在这样的情况下就这么切下来了，把这块本来设计好的东西就放上去了，严到这个导引下来把螺丝钉转进去了，只要有一根螺丝钉插到神经那就瘫痪，就大小便不能自理，就一直疼痛，第二这个螺丝钉打到关节了的话，就会有问题，这两个螺丝钉需要非常的精准。在这个病人身上用了3D打印，第一次打了一个肿瘤的模型做设计，第二次打了一个导引的板，第三个用3D打印打出一个实物，这个实物最终摆在病人的身上，这个病人在研发和治疗过程中没有离开过3D打印技术，两周以后下地，七个月以后开车，应该讲功能是非常好的。

又是一个肿瘤，非常大，比刚才那个病人大多了，老规矩，这一套重演一遍，用左边的东西把这个切下来，一半的假体装在骨盆上，另一半的假体装在大腿上，对面我们是没有办法看到的，无法跟对面比对称不对称，四个月以后的情况，两边的髋关节是对称的，及时医生在开刀的时候只有经验，他的眼睛是没有用的情况下，照样靠3D打印可以瞄得很准。这是它手术以后的功能恢复情况，导引装置我就不讲了，我们眼科一个粉碎的眼眶骨折，我们要确保眼球和血管眼球不受伤害，而且眼球可以在里面转动，在这同时必须考虑美观，必须左右对称，否则这个病人就不愿意走出去了，这时候你的那一块金属的脱板，在模型上是做的十全十美，你怎么保证医生在把这个拖板放在病人身上的时候不做任何旋转，没有任何的移位呢?导办怎么放?想出的办法是四个洞，先摆金属网片以前先转四个螺丝钉的洞，每个洞打一个螺丝，这个导板一定是对的，用这四个洞导引整个手术的精准性，这是一个非常大的肿瘤，半个骨盆加半个股骨都没有了，最后整个且掉了，装上面，装下面，再对切，最后拍片对称，所以在这样上面看起来是一快板而已，看起来也不过是一个模型，有点像我们初创里面穿衣服给大家看的模特，但是确实起到一个非常重要的导引的作用，现在推而广之，那么多地方都可以做3D打印，当然面部还涉及到一个美观，颅骨也一样，颊骨也一样。还有大量的工具，我们配的鞋垫只有大中小号，38、39码，但现在每个人的脚底都是不一样的，我转换成辅助设计，打出一个鞋垫来，这个鞋垫一定配脚的，我们的价值两边要一样长，最好样子也差不多，更重要的是它的接受腔要跟病人吻合，这个吻合要传导力，要刚，要柔，这样就要刚柔并击。在做这些研究的过程中，我们在接受腔内要安放很多的传感器，你要放一个我留一个，这样一来整个的科研也好。

最近我们给一个小孩做一个东西，他生下来就没有手，所以就就非常希望有一个手，哪怕这个手能抓一点东西就是好的，这样研究起来的经费是非常贵的，他们说肯定比一部奔驰车要贵，现在这个孩子弄到现在，我们只花了几百块的本钱，就可以给他弄成一个雏形，这个东西很便宜，像这个不是我们做的，是美国一个父亲给他小孩做的，成本是50美元，重量只有不到两百克，非常简单，这个手指头要动的，在这么细的手上你要装统，3D打印毫无问题，你要一个隧道，打一个隧道，你要三个隧道，打三个隧道，装上去绝对没有，这是他本人，少了一条腿，他说我要做一个世界上最漂亮而且最轻的价值，网眼的，但是不会断的，走起路来是一样的，五这是一个肢具，打好以后网上一套就行了，这大概是一个康复的辅具，这里面无穷无尽很多的产品可以做出来，所有的这些东西都 需要3D打印机，它可以推动3D打印设备的制作。

在这当中我个人深有体会，我感到最难过的事情是我们有CT了，有磁共振了，现在有IPAD，都是一些昂贵的东西，没有CT 3D打印怎么弄?但是在我们中国的三级医院里面用的CT机器，磁共振器，IPAD机器很少有进口机器，我就用了这样一张幻灯片。有了机器没有材料等于是假的，现在为止在医疗上我们稍微统计了一下，能正规发表文章使用的材料三十多种，分为四大类，organic、ceramic、polymeric、metallic，我们做的人首先问你材料有多少，先说现在在试制，我目前就销量了一台，你材料做不做?当然不做，你给他说一千台也不做，你说十万台可能会考虑了，在这种情况下怎么办?其实这些粉末除了在颗粒有它的直径以外，它的铺粉的流畅性，也就是它的球度很重要，因为铺粉的流畅度不好就是不光华的，就是不精确的，还要符合力学特征，还要符合在什么环境下生产，如果是钛在医疗上应用最多的，一旦变成氧化钛，整个性能就变了，最后简单谈一下生物打印，打一个擦边球，我们做了一个号称生物打印，其实不是生物打印，我们差得远了，这是用生物打印做的组织工程，我们的一个关节，底下是骨头，上面是一个软垫子，是软骨，它密切的贴合在一起，你分都分不开，我们有没有办法做这么一个关节，有软骨部分，有硬骨部分，这两个部分的细胞来源完全不一样，用了很多的办法，大家看到的这个C是软骨，红红的这个，是两种材料做成的，底下白色的F是下面的骨头这这两个要套在一起，要十个礼拜，十个礼拜不停的换营养液，只要有一次温度差一点，或者一次细菌污染，整个研究都失败了，如果你从病人身上拿细胞，你告诉他我还要拿一次，已经污染了怎么办?还要交待，现在的办法是采取一个先在体外培养两三周，马上转入到老鼠体内来抚养它，抚养十个礼拜，我们把这个叫做活体上的细胞反应器。这就是我们培养到一半的时候，白色的是打出来的支架，红色的是新长出的骨头，我们看支架在慢慢化掉，红的骨头长出来了，专门给他定做的，装上了这个一样可以走路，这不是我做的，我学生做的。

这个03年已经实现了，打一种细胞没有问题，09年多细胞可以打印出来，有人说2020年就是打器官了，我个人觉得可能还危险，大概是不行，但是有这么一个玩艺儿，这个玩艺儿打的人说这就是西藏的肌肉，里面有血管、肌肉，到70小时的时候你做切片已经看到有心肌组织了，到90小时开始跳了，自己在跳，就像心脏在跳一样。我们在文化领域也可以用，在医疗方面它给了我们个性化、精确化、远程化。

所以总的来讲我个人觉得医学应用将会是一个3D打印很重要的方面，医生的思维和病人的需求将是一个推动力，医生和病人也获得了一个改进，将来可能是形成大批量的定制，一个打印机里面同时给三个病人打，给每个病人打，也有可能有的医院里面有3D打印中心，希望不断的能发展，谢谢!

主持人：谢谢戴院士的演讲，今天上午最后一个演讲嘉宾是来自三的部落上海股份有限公司的董事长许建辉先生。

许建辉：各位来宾，大家上午好!我是三的部落上海科技股份有限公司的许建辉。我今天讲的几个内容，第一个是简单介绍一下我们公司，再一个是介绍我们公司在个性化医疗方面的解决方案，最后再介绍一些案例。

我们公司叫做三的部落，这是我们公司的LOGO，3dpro，我们是一家3D打印应用解决方案的提供商，主要是在文化创意、先进制造、生物医疗、智慧教育等行业的应用，我们跟交大有密切的合作，研发我们自己的三维扫描仪和3D打印机，提供全方位的解决方案，我们是国内首家在场外市场挂牌的3D企业，现在是上海市3D打印技术产业联盟副理事会长单位，我们还跟一些校企合作，这是我们13年在上海股交中心挂牌。

我个人是学工科的，所以在医学方面说起来也是一个外行，非常荣幸我们很早从事了3D打印这个工作，也有幸开始渐渐的接触到医疗这方面的应用，我们也积累了一些这方面的技术。我是学工的，在医工结合方面，我只有积累了一些经验，也有一些心得，在医学方面，医工可能是这的的东西，利用3D打印技术把一些个性化的企业生产周期大幅度的缩短，同时也能摆脱人们对经验的依赖，可以进行手术模拟，提高手术的精准度和成功率，缩短手术的时间，可以跟互联网结合，可以有非常广阔的应用前景。在人体的各个部位，跟3D打印都可以结合起来，有各种各样的应用，比如从上面可以看到，做助听器，还有做矫形等等，骨科方面现在应用的比较多的，包括做假肢，做矫形器，我们3D打印都是可以用上的。我们也可以看一下，一些权威的调研机构对3D打印市场的分析，我们可以看到在牙科和医学的应用，占据的比重是比较大的，目前占到3D打印市场的应用占到37.8%，而且是一个快速的增长，有预计在2015年的时候，可能全球的3D打印在医疗方面的应用大概有14亿美元的规模，到2023年可以达到80亿的市场规模。目前中国的医疗方面，3D打印应用才刚刚起步。

我们公司很早从事3D打印，所以很早就接触跟医疗方面的一些应用，也积累了这方面的一些应用的案例和经验，所以在后面我会跟大家有一些分享。这是我们三个应用，我们是是在工业方面，后来在文化创意方面都有许多案例，在医疗方面也是我们集中应用的一个方向，这是我们医学方面软件的解决方案，医学三维影像重建是我们可以把这个CT、核磁共建的数据通过这个来导入，最后我们可以用于手术的规划，可以用于三维测量，可以用于力学分析，我们可以提供这方面的服务。刚刚说从CT扫描到三维重建，最后到分析，医学3D打印模型可以帮助我们提高医患之间的沟通，进行手术的演练，也可以进行器械的预制，也可以进行教学的实践，再一个做手术导板，通过手术导板定制可以提高手术的精准度，可以做到相对微创，另外成本会比较低廉。另外就是做个性化的植入物的3D打印设计服务，大家肯定也看到有很多3D打印技术，我们不同的应用，应用到3D打印机是不一样的，我们不可能买一台3D打印把所有的应用需求都满足，如果是做医学导板的话，我个人推荐这个产品，它有生物相融性，如果你做植入，这是其中的选项之一，用植入的金属3D打印。我们公司还可以提供人体扫描的服务，这个案例是南方医科大学的合作，我们在2010年跟南方医科大学开展这方面的合作，打印了一个肺的雏形，这应该是首例吧，我们在2010年也没有看到相关这样的报道，把人体的肺雏形打印出来，我们用粉末黏剂打印出来的。

这是上海九院做一个颅骨缺损修复的，把头部的模型打印出来以后，这个材料是可以植入体内，在体外进行模拟，匹配好以后再植入体内，这是跟南京第一医院合作，我们帮他打印的一个模型，我们可以清楚的看到这里面的结构关系，也非常直观，这个是为广州军区总院打印的骨骼模型，这个案例也是上九院的，整形外科用到的一个案例。这是国外的一个案例，通过彩色的3D打印，把心脏结构打印的非常清晰，我们用于教学方面非常有帮助，像这个心脏打印就是用我刚刚介绍的CONNEX3的三重喷射技术，这是李健一(音)老师做的，为南方医科大学打印的心脏的模型，像这种是连体婴儿做手术打印的模型，这是用生物相融性材料打印出来的。这是上海九院整形外科的一个应用案例，病人的下和较肥大，这个是通过电脑里面先做模拟，切下来这一块，在电脑里面做一个预演，同时把这个模型打印出来，我们可以看到黄色这一块是切下来的。最后手术通过预演，我们可以看到结果是做得非常精准的，这是手术前和手术后的效果。这是我们为四军大打印的手术导板，最后用于手术方面的应用，这是做手术到案，做接骨的应用，我们通过3D打印把它打印出来，医生按照这个导板去进行手术，做到非常精准，另外也是做手术导板方面的应用也是非常多，将来的方向是说我们做这种个性化的植入物，通过金属的3D打印，可以非常便捷，另外成本也可以控制得非常好。这是四军大郭教授做的一个假体植入的手术，这是北医三院刘教授做的，还有深圳二院做的肩胛骨的植入，包头医院做的案例，都是通过金属3D打印做的。这是3D打印用于打印假肢，还有用于康复，做假肢，还有一个做人工叶耳，也都是用于整形方面的，还有助听器个性化的生产，直接3D打印出来，用于医学教学解剖模型3D打印，病毒的研究，将来发展方向，生物的3D打印，前面戴院士也介绍了。

这是我们公司的企业远景，我们希望专注3D方面的应用，最后成为3D的专家，最后把3D的人才凝聚起来，打造3D的部落。（3D打印在线）

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