探秘河南省医学3D打印重点实验室

来源：大河健康报

不谋万世者，不足谋一时，不谋全局者，不足谋一域。

创新发展已成为河南全省上下的广泛共识、实际行动，成为现代化河南建设的主旋律、最强音，围绕国家创新高地建设， 聚焦大力实施创新驱动、科教兴省、人才强省战略，推动构建一流创新生态，全力推动实验室建设，这其中涌现出的一批河南省医学重点实验室是河南省卫生健康科技创新体系的重要组成部分，更是卫生健康领域科学研究的创新基地。

它们中，既有代表河南省医疗卫生领域国家级科技平台“零突破”的互联网医疗系统与应用国家工程实验室；

也有瞄准人类健康最大难解之题、解读人类肿瘤防治密码的分子病理学重点实验室；

既有帮助人类实现组织器官再造修复的医学3D打印重点实验室，也有面向孤独症 、多动症等的儿童发育行为与学习医学重点实验室……

征途漫漫从头越，奋楫扬帆向未来，在全国上下喜迎党的二十大召开之际，大河健康报推出非凡十年·出彩中原之实验室的秘密系列，呈现卫生健康领域潜心攻关、勇毅前行，坚定走好创新驱动高质量发展的出彩之路。——编者按

探秘河南省医学3D打印重点实验室

系列科幻电影《X战警》中塑造出的“金刚狼”以其遍布全身的铮铮“铁骨”和超快速的组织再生能力广为人知。

当科幻照入现实，1990年，美国麻省理工学院的Sachs等首次提出了3D打印这一概念。

20世纪90年代以来，3D打印技术得到了蓬勃发展。

2003年，美国南卡罗来纳大学的Mironov等提出生物组织器官3D打印的概念。

至此，医学3D打印时代正式开启！

骨骼、心脏、肾脏、耳朵、眼球、手臂……走进科技感十足的河南省医学3D打印重点实验室（河南省医学3D打印中心），琳琅满目的3D打印器官模型映入眼帘，其逼真程度让人一时真假难辨。

定制需求、受众庞大，3D打印技术解题破局

河南省医学3D打印中心负责人吴艳教授介绍，医疗行业存在大量的定制化需求，标准化、大批量生产难度大，而这正是3D打印技术的优点所在。

3D打印技术以数字化、网络化、个性化、定制化的特点，被称为第三次工业革命的“核心技术”。

目前，3D打印技术在医疗上被广泛应用于骨科、肝胆外科、整形外科、肿瘤科、神经外科、泌尿外科、心胸外科、介入科、心内科、康复科、口腔颌面外科等学科。

具体包括术前模拟及规划的医学模型、手术导板、康复辅助设备、医院教学用具、个性化植入物和药物实验研究等方面。

还有更前沿的生物细胞3D打印，用以制造各类组织工程修复支架、人工组织及器官等。

一直以来，骨科是3D打印技术大展拳脚的“主战场”。

骨科植入物的关键在于寻求力学的支撑，而其他学科如心内科、整形外科、肝胆外科等对3D打印植入物要求更高，需要周密地考虑细胞、血管、软组织等多种情况，攻克难度更大。

因此，全国不少医学3D打印中心的专科化日益凸显。

河南省人口基数大，多种疾病的发病率和死亡率近年来持续上升。

在此背景下，为加强对疾病的预防、控制和治疗，结合疾病的早期影像评价与郑州大学第一附属医院相关科室在疾病治疗方面的优势，进一步为患者提供精准的三维模型设计辅助手段，2019年，河南省正式组建了“河南省医学3D打印中心”。

作为全国首家综合学科的医学3D打印中心，河南省医学3D打印中心在创新科研方面成绩颇丰。

先后取得国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家科技重大专项等11项项目，取得省级项目十余项；取得国家发明专利10项；获得河南省科学技术进步二等奖、河南省医学科技进步一等奖等6项奖项。在3D打印技术的辅助下，河南省医学3D打印中心完成了多个全省“首例”。

如“3D打印辅助的半耳廓再造”“3D打印骨盆假体置换术”“3D打印肾脏模型首次应用于肾结石治疗”“3D打印技术治疗脊柱侧弯”等。

依托近年来取得的技术和专利，河南省医学3D打印中心在项目转化方面开展积极探索。

主要包括黏膜标本固定设备、静脉抽血、穿刺用治疗台、具有长效抗菌和自润滑功能的3D打印骨修复材料、同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法等。

量体裁衣、度身定做，让精准医疗触手可及

对这样一群人来说，每天能戴上口罩都是一种奢侈，他们就是小耳畸形患者。

童童是一位先天性耳廓畸形患者，出生时父母发现他一侧耳朵无正常耳廓形态，仅有花生米大小的凸起。

自此，父母带着童童开始了漫漫求医路，辗转全国多家医院未果，最后来到了郑州大学第一附属医院，医生为他实施了单侧耳廓再造术。

耳廓再造到底有多难呢？

耳廓精巧，亚单位多，涵盖双层皮肤和精细的立体软骨结构。

耳廓再造是结合融皮瓣的利用、肋软骨的切取、肋软骨耳廓支架的精细雕刻于一体的综合技术，是医术和艺术的完美结合。耳廓再造需要考虑再造耳廓的形状、位置等，3D打印技术作为强力辅助，通过三维体表扫描技术获取患者的畸形侧和对侧的体表数据，扫描过程快速准确、安全无害、没有辐射。

再采取镜像设计，获得预估的再造耳廓的形状，并将设计出来的模型打印出来交给医学整形美容中心的医生，便于其在术中雕刻时能够更清晰、精准、立体地比照。

虽然手术过程复杂且难度高，在多学科的通力配合下，医生还是顺利地为童童完成了手术。

双耳对称，耳轮、对耳轮、三角窝、耳舟均形态清晰，形态满意。

童童对着镜子看到双侧耳朵的轮廓，笑着说：“我终于能戴口罩啦！”

3D打印技术实现了精准医疗和个性化医疗的飞跃，是高科技融入日常医疗的具体体现。

当前沿技术与先进成果真正走出实验室时，老百姓才能切实体会到技术革新带来的便利。

道阻且长、行则将至，真正实现“哪里坏了打印哪里”

近年来，国家对3D打印产业发展高度重视，分别在标准化发展、规章制度保障等方面给予支持，大力推进3D打印技术在生物医学领域标准化、规范化发展，先后出台了GB/T35351—2017《增材制造术语》、GB/T35021—2018《增材制造工艺分类及原材料》等十余项关于增材制造的国家或行业标准。 尽管3D打印技术的发展逐步成熟，应用场景逐渐拓展，但其发展仍在核心技术、政策监管、医护理念等方面面临诸多阻碍。

3D打印技术作为医工交叉的新兴技术产业，要想实现“哪里坏了打印哪里”的美好愿景，还需要在干细胞、生物材料、组织培养等多学科领域取得突破，未来还有很长的路要走。

可以预见的是，有了3D打印技术，瘫痪的肢体得以解放，衰竭的心脏重新跳动，被疾病侵袭的组织、器官得到有效治疗或更替。

3D打印技术让我们在与不可控的未来隔空对峙时，增添了更多的自信与底气。