3D打印引发“医疗革命”想象 广泛应用需15到20年

32岁的陕西汉中小伙子李韬经历了一次特殊的手术。在西安交大第一附属医院的手术室里，医生小心翼翼地将一块头骨“骨骼”植入他的头部。与往常的颅骨修补术不同，这块“骨骼”是用3D打印机为李韬量“骨”定制的。

3D打印技术时下俨然成为生物医学领域的“新宠”。骨骼打印在我国多家医院进入临床试验阶段，杭州一台生物3D打印机在实验室里打印出了血管、脂肪、肝组织。未来的某天，它是否能按需打印出替代品更换被癌细胞侵占的病变器官，或者是不断跳动的心脏?在乐观的研究者看来，至少需要15-20年。

量骨定做

3D打印的思想起源于19世纪末的美国，20世纪80年代以来得以发展。在中国，3D打印研究已有约20年，这种通过电脑控制，可以把“打印材料”一层层叠加起来的技术在近两年开始流行。

在今年5月末举办的世界3D打印技术产业大会上，研究人员分享了3D打印的各种产品，服装、鞋子、首饰，甚至还有点心、肉类。荷兰一位工程师还计划用巨型的三维打印机来打印房子。

最初，3D打印在生物医学领域被用于制作医疗模型，术前将体内病变的骨骼或器官打印出来，供医生和患者沟通或制定手术方案。现在它的成品已经成功进入人体。

8月17日，西安交通大学第一附属医院完成一例颅骨修补手术，所使用的植入物正是用高分子生物材料通过3D打印技术打印出来的。32岁的陕西汉中小伙子李韬成为第一个吃螃蟹的病人。

2010年底，李韬骑摩托在村公路上行驶时摔进2米多深沟，县医院立即实施手术将破碎的颅骨取出，并嘱咐半年后做颅骨修补手术。“因为颅骨缺损，身体倾斜时，脑组织会从颅骨缺口处凸出来”，李韬说。

手术的主刀医师之一、西安交大一附院神经外科主任王茂德教授介绍说，以往的颅骨修补手术通常采用金属钛，而这次使用的是一种叫做聚醚醚酮(PEEK )的医用高分子生物材料。

“新材料对比传统钛网的优势在于，术后的影像检查中不会出现伪影，利于后续病情的诊断。利用3D打印技术制造出的颅骨修补材料完全符合患者生理解剖曲率，真正做到‘量身定制’”，王茂德说。因国外进口原材料昂贵，定制这样一块“骨骼”需要8万-10万元人民币。

术后李韬感觉头部偶尔会突然疼一下，但并不强烈，他“不太担心，下个月要回去做检查”。目前，西安交大一附院已为4位与李韬类似的患者植入了3D打印的生物材料“颅骨”，北京大学第三医院也通过媒体发布，至今年6月已经为40多名患者植入3D打印的“骨骼”。

西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室主任李涤尘教授，是国内最早研究生物组织3D打印的科研人员之一。他告诉记者，3D打印骨骼的材料还在不断研究之中。如生物陶瓷材料，经过一两年时间，可以在人体内慢慢降解，转成活性的骨组织，但它比较脆，力学性能不够好，放到动物体内做实验时容易破裂。而且“如果细胞长不进打印骨骼，它还是活不了。”

李涤尘认为这些难题都有解决的可能。“用复合材料解决脆的难题，如镁合金或高分子材料，和陶瓷混合在一起，然后做成支架，这样性能会好一些。把陶瓷材料多孔结构做出来，可以让细胞往里头长。”他说，如今将陶瓷和金属复合用到临床上做一小块填补比较容易，难度在于做十几厘米长的大段骨。