3D列印已實現假肢“私人定制”
- 發佈時間:2015-06-01 04:31:39 來源:南方日報 責任編輯:羅伯特
“六一”兒童節前夕,一則《河南無手男童獲贈3D列印機械手義肢》的新聞引起了不少人的注意。5月28日,武漢協和醫院的醫生利用3D列印技術,為河南信陽的6歲斷掌男孩製作了一隻滑索義肢。這個造型酷炫的“機械手”能拿水杯喝水、握自行車把手,且成本僅600元,不到傳統義肢造價的十分之一。
武漢當地媒體報道中,將這款“機械手”稱為“全國首個3D列印可活動義肢”。但事實上,早在去年9月,廣東的骨科醫生徐貴升就為當地一名斷手兒童製作過類似的産品。3月尾廣州電視臺,5月初廣東的羊城晚報、新快報、南方都市報等媒體對這個假肢做過報道。如今,這位醫生已成立團隊,聚集了醫學、機械設計、電腦程式等領域的專業人士一起探索3D列印在醫療領域的應用前景。”
目前,無論在武漢還是廣東的案例中,3D列印的假肢都仍較為簡單粗糙,但其成本低廉和可定制化生産的優勢已經顯露無疑。在徐貴升看來,縱然還有法律法規、技術研發上的許多難題,但他堅信3D列印假肢市場的前景。“這種新興製造技術對降低醫療成本、推動醫療技術革新很有幫助。”●南方日報記者 牛思遠 實習生 湯恁妤
創新骨科醫生遇上3D列印
近年來,3D列印技術應用風潮在美國興起之後,快速席捲全球。在專業的醫療領域,3D列印技術的新應用也是層出不窮,僅在骨科應用上,用3D列印人體的骨骼模型、人工關節都已有先例。
在國內,也有不少人嘗試在醫療領域引入3D列印技術,徐貴升便是這樣一位嘗鮮者。2002年,徐貴升研究生畢業,之後進入廣東一家醫院做骨科醫生。但對於這位自稱“想法比較多”的年輕人而言,按部就班熬資歷的傳統醫生職業路徑似乎總缺了點什麼。
在繁重的醫生工作之外,徐貴升曾經參與創辦了一個問診網站,為患者提供線上醫生問診服務。不過,隨著一波模式類似的醫療應用軟體迅速崛起,徐貴升發現這個領域給自己這樣的個體創新者空間已經不太大。但很快,3D列印技術讓他發現了另一個創新方向。
那是2012年9月,廣東一名5歲小男孩不慎被絞肉機絞傷右手,由於傷情嚴重,手術沒能挽救男童的右手。徐貴升正好參與了這場手術。術後,他一直在給小男孩做後續治療和隨診,關注著小男孩的術後恢復與成長。他發現小男孩家裏資金有限,無法負擔昂貴的傳統假肢,但身體殘疾使得孩子的性格愈發內向。
“傳統假肢,尤其是上肢産品高度分化——要麼是徒具外形,不能動只有裝飾作用的,只需要幾十元;要麼是能做出基本動作,但是動輒數萬元甚至數十萬元的肌電假肢。”徐貴升介紹説。
在一次和國外同行的交流中,徐貴升了解到國外使用3D列印技術製作假肢的案例。這種假肢能夠幫助沒有手指的人恢復抓握功能,而成本僅僅是傳統假肢的十分之一甚至幾十分之一,最快甚至只需要12個小時便完成製作。
“武漢這個案例是我研究生導師的師弟做的。”徐貴升説,河南男孩還保留半個手掌,武漢協和醫院的醫生用國外現成的開源程式設計了3D列印假肢。但廣東這位男孩的整個手腕關節都已經沒了,因此給他的假肢只能重新設計。
經過反覆設計和試用,徐貴升成功地為小男孩製作了一個為他量身定制的3D假肢。他聯合機械設計等相關專業的技術人員,通過收集小孩腕關節缺失部分的資訊數據,用電腦設計出假肢的三維模型,再使用3D列印各個部件。將各個部件組裝後,一個“私人定制”版的假肢便完成了。
借助假肢,小男孩右手的一些基本功能得以恢復,不僅能夠抓握一定重量的軟硬物,目前已能控制自行車把手,駕駛自行車。而因為3D列印技術製作假肢的成本更為低廉,未來隨著小男孩身體成長所需更換新假肢的費用,也大大降低了。
如今,徐貴升和幾位具有機械設計、軟體開發專業背景的合夥人成立了創新團隊,專門運用3D列印技術為患者設計和製造與其體型、功能相適應的定制化假肢。
新技術或帶來“醫學革命”
“一場由3D列印引起的醫學革命已然開始,相比于工業更迷戀于傳統生産方式的狀態,醫學界對於3D列印技術有著一种先天的親切。”上海交通大學數字醫學教育部工程研究中心王成燾教授這樣描述3D列印技術與醫療領域的關係。
與普通印表機工作原理基本相同,3D印表機在快速成型裝置內裝有液體或粉末等“列印材料”,利用三維電腦輔助設計的數據模型控制把“列印材料”一層層疊加起來,最終把電腦上的藍圖變成實物。
無論國內外,3D列印在醫療領域的應用都有許多成功的案例。不過,受到材料和技術限制,目前國內更多被報道的案例還停留在運用3D列印技術製造體外醫療器械。
我們之前主要做的就是用3D列印製作人體骨骼模型,提供給醫生來進行做手術前的方案準備。”徐貴升説,現在美國30%的骨科手術都已經運用了3D列印技術,中國也正在出現越來越多的案例,這都讓團隊對3d列印在醫療的應用充滿期待。
而在3D列印假肢上,徐貴升準備作為公益項目來做,此前廣東男孩的3D列印假肢就是免費做的。他透露,眼下正在和一些公益基金會商談,由其出錢解決成本,給低收入的殘障人士免費提供3D列印假肢。
據著名市場研究機構LuxR esearch預測,隨著3D列印技術在醫療行業被迅速採用,預測2025年市場規模達到19億美元,折合人民幣超百億。
“在醫療領域應用3D列印技術的市場空間很大。”徐貴升説,目前他的團隊已經有6位全職人員,而醫學各個專科方向都有兼職成員。“我們最近在3D列印醫療領域又申請了幾個專利,假肢只是應用領域之一,並不需要靠這個賺錢。”
3D假肢仍待法規政策認可
相比眼下火爆的商業實踐熱情與技術進步速度,相關法律法規雖然也在不斷完善,卻還是多少顯得慢了些。以假肢製作這個細分領域為例,現有的法規歷經修改,依然是按照傳統製作工藝和標準來設定行業準入門檻,將徐貴升這樣的創新者擋在了市場競爭的大門之外。
2005年,民政部以第29號令形式發佈《假肢和矯形器(輔助器具)生産裝配企業資格認定辦法》,其中對專業人士和場地的要求進一步提高,如擁有製作師執業資格證書人員不少於1人,取得職業資格證書的裝配工不少於2人;具有獨立製作室等且使用面積不少於115平方米。
2015年,在國家簡政放權的背景下,民政部將“假肢和矯形器(輔助器具)生産裝配企業資格認定”由工商登記前置審批調整為後置審批,並資格認定許可權下放到地市級民政部門。這一變化,使得相關企業可以無需審查先行辦理工商登記,但如果要開展業務,依然需要獲得民政部門的資格認定,獲批條件也依然是2005年的《認定辦法》。
“按照最新法規,我們這樣的團隊還是沒法做假肢的,因為3D列印技術的生産方式與傳統方式完全不同。”徐貴升感慨道。而相比假肢這類不按照醫療器械管理的“康復輔助器具類醫療器械”,需要植入人體的器官或組織都屬於第三類醫療器械,在審批上更為嚴格。目前,我國尚未批准過3D列印的第三類醫療器械上市。
中國食品藥品檢定研究院研究員王春仁曾表示,3D列印醫用材料由於和傳統材料不同,材料的內部結構和力學性能也不同,因此,現行標準並不適用於這類材料,需要進行研究並制定相應的標準。由於3D列印醫療器械綜合了從臨床診斷到材料加工及手術治療的整個過程,如何安全有效地跟蹤並監管全過程也需要相關部門進行調整適應。
第三方點評
3D列印假肢很快會得到推廣
南沙3D列印研究院院長許小曙
3D列印在整個醫療領域的應用是有廣闊前途的,但有些應用比如植入體,需要很長一段時間的審查才能得到批准。像假肢等康復輔助器具,審批難度要低很多。若是作為臨時醫療輔助的康復器械使用,比如腿摔傷了,只使用器具一兩星期或是一兩個月,政策上要更寬鬆一些。
其實在康復階段,不同時期是需要不同的器具的,也應該根據病人的恢復情況逐步修正調整。這樣的康復器具可以幫助縮短手術後的康復過程,提升康復效果。但以前不可能低成本生産出來這種個性化的産品。有了3D列印後,可以個性化地設計定制康復器具,幫助病人更快更好地康復。
現在假肢的應用在國外已經比較成熟,美國就有專門的生産3D列印假肢的公司。中國目前只做了前期工作,還在初步探索階段,並未大規模推廣。但我相信憑藉個性化定制、低成本製造等優勢,3D列印假肢未來很快將得到推廣。
3D列印現在很熱門,是製造業的一種革命性的技術,將來發展到什麼地步,能夠取代傳統製造業的多大比例,這是有爭論的。3D列印帶來的“小批量個性化”生産方式是有生命力的。隨著人們的生活水準的提高,物質生活的豐富,人們對個性化的要求會越來越高,這是必然的發展趨勢。消費者對個性化定制的需求越來越強烈,3D列印也會有更多的市場。
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