医疗3D打印,九位顶尖专家带来满满干货,听完只有一个字:值!

3D打印世界2020-10-02 14:02:36

疗,一直是3D打印最炙手可热的应用

今天,第三届inside 3D打印全球高峰论坛

迎来了医疗专场

重量级专家带来了干货满满的一天

大量临床案例和行业思考

为我们展现了这个领域3D打印的最新进展

专家们精湛的专业知识令人折服

也不乏轻松幽默

感谢这些值得尊敬的专家

特别感谢王成焘教授为本场论坛担任演讲和主持人

感谢全程聆听的来自医疗一线的听众

我们特撷取了一些会议片段

和大家共享


(排名按演讲顺序,不分先后。同时本次会议得到光韵达数字医疗、Stratasys、震旦3D的大力支持,在此一并感谢)



河北科技大学机械工程学院副院长杨光

演讲主题:《隐形矫治器优化设计及其3D打印》


传统的医疗正畸采用的是弓丝矫治器,看到第一印象是很影响我们的美观,由于它的表面需要粘贴金属,所以我们刷起牙来也很费劲,直接粘贴在上面之后很难去除,所以清洁起来很困难,时间长了影响我们的牙齿和牙周的健康。另外摩擦会导致溃疡、咀嚼能力下降,我们的面相也会受到一定的影响,同样还会影响发音。同时它的复诊周期是比较短的,需要经常回到医院接受医生的调整,整治完毕之后还带来一系列的副作用,比如说咀嚼功能需要恢复。


我们把3D打印技术引用到传统的口腔正畸学当中,就产生了所谓的隐形矫治。这个隐形矫治是用有弹性的医学膜片来代替我们传统的金属弓丝,直观的优势就是它透明的,很美观。另外这个东西不需要粘贴托槽,只需要在口内戴一个大概0.7到1.5毫米厚的弹性膜片,所以它的舒适度要比我们传统的金属弓丝要好。第三它是可以随时摘下来,非常方便。


隐形矫治技术国内外的研究主要是在四个方面,一个是隐形矫治系统三维软件的相关算法和软件本身的研发,第二个是隐形矫治器本身的力学分析,第三是隐形矫治技术临床应用的研究,第四是矫治后牙齿组织的生物力学研究。前两个方向主要集中在工科出身的人在做这方面的工作,后两个方面主要是各个医院的医生在做这方面的工作。


矫治一般是两个阶段,一个阶段是矫治阶段,另外一个是精细调整阶段.在精细调整阶段乍一看挺好不错,但是仔细观察仍然有一些缝隙和不整齐的情况,这个时候需要精细的调整。完成之后我们通过3D打印机来生成一系列的数值的虚拟牙颌的模型,利用热压成型的方式,把医学膜片吸附成透明的隐形矫治器,处理之后就可以佩戴了。


现在因为材料的原因,我们仍然没有在直接打印隐形矫治器的技术上实现产业化速度应该很快因为我们在软件上已经积累的很成熟了,问题仍然在材料和操作上。如果这两个突破了,那么第四步和第五步就直接合并了,我们就直接看到透明的矫治器了。


如果我们直接要求打印膜片的话要求就比较高了。对于材料本身,首先要求它是有热塑性的高分子材料,因为我们是热压成型的。目前我们使用的成品膜片是对苯二甲酸乙二醇酯,这个首先没有易味,没有机体反应。另外美观的要求比较高,我们现在3D打印同样类型的材料打印出来的透明度和传统方法成型的医学膜片还有一些差距。




昕健医疗技术有限公司研究主管薛茗元博士

演讲主题:《基于3D打印的个性化、精准医疗解决方案》 


医学3D打印发展的非常迅速,估计到2025年整个3D打印产业的经济效益会有1500亿美元,其中医学3D打印的增长速度是最快的细分领域


以骨科为例,我们中国现在已经有超过2亿的老人人口,这个数字是非常大的,超过美国的数字。而且随着人民生活水平的提高,可支付力度的提高,以及相应骨科疾病的增加,所以将来对骨科方面的需求是非常大的。


个性化和精准化是骨科将来的发展方向。在10年前,像强生等这种过内大型的关节公司就已经向这个方向迈进了,最早的时候推出了针对不同患者的骨关节产品,个性化、标准化是他们最先提出来的。


像强生这种传统的骨骼巨头,他们主要的产品还在传统的关节植入以及手术其里面,所以他们没有形成软件和3D打印机在内的整体的个性化解决方案,他们推出的就是几款产品。


有一家美国的公司,它在2004年成立,主要就是致力于膝关节的个性化植入方案。大家看到图上面所有的手术器械以及植入都是采用3D打印的方法制造出来的,针对病人膝关节置换生产出相应的个性化产品,目前这家公司主要是在美国以及除了中国以外的市场进行开拓,所以这就给我们国内的民族工业留下了发展的机会,推出我们自己的个性化的解决方案,包括3D打印机,以及以3D软件为核心的内容。


使用个性化的手术规划软件,将模型进行增厚处理方式再通过优化的方式在模型上进行图案的设计,这一点是我们可以给病人带来的一个福利。如果受伤的是一个小朋友,这个小朋友骨折了,我们可以在设计支架的时候问小朋友想要什么样的图案,我们可以把图案设计成卡通的,通过有限元分析既能保证支架的力学性能稳定,又可以使图案满足患者的需求,这是我们可以做到的。


目前,生物3D打印比较有希望应用的领域一个是活体的肝脏,另外一个是软骨的修复。因为软骨的结构相对骨骼比较简单一点,没有血供的存在,所以只是简单的软骨细胞以及软骨的机制,目前在3D打印领域是一个比较热点的研究对象。




上海交通大学教授王成焘

演讲主题:《关于3D打印临床应用与产业化的思考》


今天我的内容是基于这样一个思考,有人认为3D打印今天是一股风,我76岁,我一生经历过我们国家很多科技上的风,3D打印是一股风,它会过去。但是风过了之后存下来的是真正的技术内涵。


我认为医学上的3D打印未来有这三个方向:一个是以第三方的形态出现的医疗器械产业及专门做3D打印的第三方服务。第二个,在医院里会建立常规的3D打印能力,因为它会变成医院的常规手段。第三个,有一批人从事细胞的活性生命体的3D打印,这是一个基础研究,眼下不可能进入临床,但是今后是我们临床的一个重要手段。


通过这两年左右的产业化运行,我觉得今天我们的思路要从PPT转化为GDP,因为很多东西从PPT上非常精彩,也可以上电视台报道,但是要真正做成产业化,沉淀下来问题很多。


没有一台打印机今天能直接满足所有的需求,今天是一群打印机跟一群技术才能满足医学需求,真的用的时候需要考虑到打印精度、质量、速度、打印件的强度,特别是打印件支撑的处理能力,以及患者经济上的承受度。


可是现在又出现VR及AR,它对3D打印是很大的威胁。我们现在把数据输入到里面,你戴着眼镜肝就在眼前,而且模型还可以切,结构往里推,截面的情况都出来了,而且它还可以打散,你要看肝静脉看肝静脉。有了这个系统医生叫病人到影像科拍个CT,病人回来了,医生戴个眼镜病人戴个眼镜就可以通过VR系统来沟通,而打印的话要沟通好几个来回。


再谈一个关于金属3D打印,它的功能太大了。它的核心是能够打多孔,因为上帝做的时候就按照多孔做的,所以我们今天有了能力,模仿上帝的东西做多孔,这是金属3D打印直接最有用的。因为它可以比较轻地满足结构需求。像我们以前拿着骨盆去翻,拿到手里就觉得没有一个病人扛的动这个,重的要死,但是今天可以做成多孔的,比较轻。另外它可以改变刚度,第三它做成大孔是可以实现局部的生命化,我可以植入骨细胞、骨泥,它可以使我们的设计更精化。


3D打印进入医疗绝不是拿一个小机器到处跑医院跟你说我能搞3D打印,每打印一样东西背后都有非常大的精力。


另外还可以看到今天3D打印一线工作都是我们国家的年轻人才,相信在他们的推动下,我们国家的3D打印,特别是在医学领域都会很迅速地发展,在国际上会取得一定的地位。




上海市小儿先天性心脏病研究所所长刘锦纷

演讲主题:《3D打印技术在小儿先天性心脏病中的应用》


还有一个很重要,我们现在医患之间的沟通,如果有3D打印技术的话对我们更为有利,以往跟家属沟通是拿个片子你这个毛病是怎样怎样回事,家属根本听不懂,但是我们医生谈话的时候必须告诉他有哪些风险,怎么做。现在有些复杂的病人事先打印出来,这就是你孩子的心脏,你两个血管长错了,我们将怎么手术来达到治疗的效果,家属马上看了之后也清楚。


我们临床上现在越来越强调精准化,个体化,因为同样的疾病的表现不一样,同样的疾病的治疗方案可以不一样。尤其在儿科,成人的心脏病主要是冠心病,(3D打印模型)无非是多打几根少打几根。小孩儿的种类很多,有上百种,因为它是先天性的,它在发育过程中的表现不完全一样,所以必须要有个体化的治疗方案,这个现在用了3D打印的方法,对我们的治疗起了很好的益处。


先天性心脏病有一种叫肺动脉狭窄,我们小的时候给他接个管道,但是这种人到了一定的年龄以后管道会狭窄,需要再次手术。再手术前我们需要放一个支架给它撑开,而手术前有的病人会合并有冠脉的畸形。如果在手术前不是很了解的话,在手术间发现改变手术方案的话会增加危险性,现在我们运用3D打印技术就能在手术前很清楚了解病人的情况。




上海光韵达数字医疗科技总经理衣伟

演讲主题:《除了精准医疗和个性化医疗,3D医疗打印还能做什么?》


医疗的需求能够反推3D打印的发展。比如说在钛合金材料这一方面,其实钛合金材料从60年代开始应用以来已经进行了大量的临床应用和试验,从最初的α型的钛合金,到β型的钛合金到今天α加β型的钛合金,这些都进行了极大的改善,对我们提出了极大的要求,我们是不是有足够的设备能承载研发的进行。


精准的医疗需求会推进3D打印在材料研发、机器制造、软件研发的深入发展,接下来3D打印会向云服务、大数据智能发展。


目前来讲,我们大部分的3D打印产品都是完全个性化的产品,这样的产品都是受到原材料成本和加工成本的约束,但并没有完全满足广泛的医疗需求,在临床使用的过程中,就是因为价格原因、打印的时间原因在推广的过程中还是受约束的。如何能够提升效率、降低成本、扩大规模,这个是我们企业一直思考的一件事。




台湾中国医药大学附设医院3D打印医疗研发中心副主任陈怡文

演讲主题:《台湾中国医药大学3D打印医疗研发中心体系介绍和案例分享》


一开始的时候我也不得不承认,在2年前90%的医生是没有听到3D打印的,所以我们也花了很多的时间告诉他们3D打印可以帮他们做刻意化的精准医疗。


如果有医学中心的医生会非常清楚,医院里面的开刀房是不能停下来的,因为一停下来就烧钱,所以我们医院的开刀房是需要24小时排期的。所以我们必须计算的非常精准才能够进行,如果我们今天时间的下降可以从100%的时间降到30%的时间,我们一天开刀的量可以下降到3倍左右,对病患和医生都是好的方向。




上海交通大学附属仁济医院泌尿外科副主任吕坚伟

演讲主题:《3D打印技术在功能泌尿领域中的应用》


有的人的骶孔是畸形的,偏内侧的,有的是偏外侧的,甚至有的人的骶孔是闭合的,所以这个给我们医生造成非常麻烦的痛苦。骶神经调控术中骶孔定位穿刺往往较为困难,不能准确穿刺进入骶孔,往往会耗费大量的时间(0.5-3小时),从而影响整个神经调控手术的质量。我们这次是基于探讨医学三维的重建计算机辅助设计技术以及3D打印制造的个性化手术导航模板辅助下,进行骶神经调控手术精准穿刺的初步临床尝试。


最大的优点是什么?病人不需要反复照X光了,因为以前是要穿一个照一下看一下,现在有了3D打印片子都不用了,只要病人穿进去就好了,由于穿刺范围及角度较为精确,耗费穿刺时间少,更有利于电极放置最佳位置的选择,术中及术后患者1期神经调控的临床效果和2期转化率也高于对照组。




Stratasys行业解决方案经理姚志坚

演讲主题:《Stratasys医疗行业的3D打印解决方案》


大家知道人体是有很多组织的,有硬的有软的要区分的,我记得我上一次帮中山医院做心脏的建模,至少需要四种颜色去表达,我们有技术可以打印6种不同的材料,可以把人体的组织尽可能地模拟出来。


这个案子之前是非常有名的。有两个小女孩儿生下来就共用胸腔,我们知道有个案子是共用头腔的,都是很复杂的,所以你要扫描、打印,做分析。所以你必须要满足不同的表达方式,这个是什么,那个是什么,我觉得越清楚的表达意味着你的成功率更多,因为手术是很多人配合,很多人都明白那么这个配合的效率也高。


硅胶跟皮肤的触感和韧感很像,我们明年会有韧感更好的材料,可以把人体更真的打印出来。


据我知道美国有200万例以上的案例已经用了3D打印。




佰盛立医学三维科技公司(香港)技术总监及创始人施君易

演讲主题:《医工合一:从骨骼到脏器手术》


究竟什么是建模,从CT里面可以拿什么资料出来,做什么样的设计。从拿骨头在设计个性化的填充物,从头到尾,可能这里是20秒,背后可能做了20小时。如果要有竞争力的话我们需要把设计这部分自动化,我们会变成把过往的案例规律个性化起来,把20小时的步骤浓缩到20秒,这个是可行的。


另外3D打印不是每个医院都有一类的设备,不同的医院有不同的要求,有些医院是做骨科的多一些,有一些是做血管的多一些。可能花的钱也不一样,所以我们会根据医院的要求建立不同的设备。


设计方案和设计材料,打印的方法也是有讲究的,不是说我弄什么直接拿去打。但是密度用的太疏松的话,如果材料是高温消毒的也会影响效果,中间有很多是需要处理的。刚才的演讲嘉宾有说过会有粉,怎么解决这个问题?其实也有很多简单的方法去处理,在英国有人放在洗碗机里面洗,都很干净,用超声波可能达到医药的效果,花的钱也多。



医疗论坛现场

座无虚席

依然延续了昨日论坛的火爆



亲切留影、交谈

讨论热烈



为期两天的第三届inside 3D打印全球高峰论坛(上海站)圆满划上句号

接下来还将推出更多演讲干货

敬请期待!

再次感谢所有嘉宾和听众的参与支持!


首日峰会内容可点击:


关于Inside 3D高峰论坛

Inside 3D打印全球高峰论坛(上海站)旨在打造中国3D打印行业的风向标。自2014年举办以来,超过100位来自3D打印及其应用领域的国内外专家曾在这里分享过自己的智慧,100多家中外媒体争相报道。

 

今年,本届大会深入把脉行业趋势,对接应用行业,举办四大主题论坛:发展趋势论坛,工业制造论坛、文化创意论坛、医疗应用论坛。大会将邀请30多位国内外知名专家作为演讲嘉宾,预计吸引近千名专业人士与会。





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