LICHUNJIANG

　　　　医疗产业的发展一直是关系国计民生的话题之一，而随着新技术的出炉，传统医疗也得以进化成为现代化医疗新模式。在3D打印技术的推动之下，全球3D打印医疗应用正逐渐增多，而且走向更加高端前沿的领域。
　　
　　K2M两款3D打印钛植入物系统获FDA准入
　　2016年6月1日，全球医疗设备公司K2M收到了来自美国食品药品监督管理局（FDA）关于其两个3D打印脊柱解决方案CASCADIA Cervical（颈椎）和CASCADIA AN Lordotic Oblique（前突斜）的510（K）正式批准函件。据悉，这两个解决方案同时利用了K2M的层状3D钛技术（Lamellar 3D Titanium Technology），该技术可以实现整个植入物的"骨整合"。众所周知，植入物当下医疗领域的一个比较重要的医疗装置。它们可以由各种材料组成，比如钛金属、硅胶等，并用于各种医疗和美容目的。当然，医疗创新技术一直在快速发展，像K2M的这种3D打印脊柱植入物就为医生和患者提供了令人兴奋的新可能性。比如，相对于过去植入患者体内的实心金属物，现在的3D打印植入物是一种专门设计的多孔结构，这个结构能够鼓励骨骼在整个植入物里的生长。K2M公司刚刚得到FDA许可的两个3D打印层状钛技术产品，就提供了这样一种可以允许骨骼生长的粗糙表面和多孔结构。
　　
　　具体了解，K2M的这种3D打印植入物呈鳃状排列，可以模仿真正人类骨骼的层状结构，是用任何铸造技术无法完成的。它首先经过精心的CAD设计，然后使用金属3D打印机打印出来。每个CASCADIA植入物都是用高能激光束熔融钛金属粉末而成的，最终形成了一个带35微米表面粗糙度的精确层状结构。现在，由于FDA的批准，更多的患者可以享受到这种独特的增材制造技术的好处了。据悉，新获批的这两种CASCADIA产品分别针对不同的患者，颈椎椎间系统作为椎间体融合装置，可以对颈段脊柱提供稳定和支持；而另一个前凸斜椎间系统，则为外科医生提供了一系列自动设计的间体用于以经椎间孔腰椎的方法进行斜椎的放置。这两种系统都可以用于自体或同种异体骨移植的组织，这些组织可以用于治疗退行性椎间盘病（DDD）和退行性脊柱侧凸。
　　在获得FDA的核准之后，K2M的CASCADIA颈椎间系统就很快在亚特兰大市Polaris脊椎和神经外科中心Tom Morrison医生的神经外科手术中得到了首次应用。"我很高兴能够将层状3D钛技术用于颈椎，它在粗糙度和孔隙度方面达到了良好的平滑，可以使骨骼在植入体上面生长。"Morrison说："此外，CASCADIA植入物的生物力学刚度类似于聚醚醚酮（PEEK），小于更为传统的实心钛金属设计。"
　　
　　用于生物打印的人体胶原蛋白基生物墨水
　　本周，再生医学公司CollPlant宣布他们已经从以色列经济部首席科学家那里获得批准，将为他们2016年的开发项目提供部分资金。CollPlant目前正在探索基于人体胶原的医疗产品新的用途，其中包括开发一种生物墨水材料以用于3D打印人体组织和器官。据了解，首席科学家所提供的560万新谢克尔（约合145万美元）的资助有望覆盖CollPlant总计1200万新谢克尔（约合311.48万美元）项目研发成本中50%。实际上，去年该公司从就已经从首席科学家那里收到了470万新谢克尔（约合122万美元）用在了基于植物的rhCollagen技术的开发上。
　　CollPlant是一家以色列的临床阶段再生医学公司。该公司开发了一种专有的植物胶原材料，可用于组织修复产品。该公司开发的这这先进技术能够快速有效地生成重组人体胶原蛋白（rhCollagen），以及其它几种专利保护的重组蛋白。他们的rhCollagen技术最初是为整形外科生物材料或高级伤口护理而设计开发的，但是后来材料被证明适用范围很广而且已经被用于一些先进的的产品。据悉，该公司此次获得批准的发展计划包括使用CollPlant rhCollagen开发多种可作为3D打印生物墨水材料的胶原基材料，这种材料可以促进人体组织的自然发展。生物墨水将被用于开发3D打印器官以及3D打印用于创伤和烧伤治疗的替代组织。除此之外，首席科学家还资助了一个用来治疗前交叉韧带（ACL）膝关节损伤中常见的肌腱和韧带撕裂的产品。这两个项目都将使用CollPlant公司的Vergenix STR（软组织修复基质），这是一种当初被用来治疗肌腱炎的产品。
　　据了解，该公司主要通过制造该胶原蛋白必不可少的五个人类基因引入专门经过基因开发的烟草中来生产rhCollagen材料。之所以选择烟草是因为它是一种易于生长的植物，在大多数土壤类型或环境中都能生长，而且生长速度很快，很容易收获。当烟叶被收获之后经过几次净化即可最终生产出rhCollagen材料。相比来源于动物或人体组织的胶原，用这种方法生产的rhCollagen表现出了卓越的生物学功能。因为rhCollagen与人体中产生的I型胶原蛋白相同，所以与来源于动物组织的胶原蛋白相比它具有几个典型优势，包括改善生理功能、卓越的均匀性以及可显著降低免疫反应风险等。公司的rhCollagen系列下有多种产品，包括用于肌腱病治疗的Vergenix STR，用于治疗急性或慢性创伤的vergenix FG（流动凝胶）和用于脊柱融合手术的vergenix BVF（骨空隙填料）等。
　　
　　新加坡开发释放速率可控的3D打印药片
　　2015年，美国制药公司Aprecia采用独特的层压技术ZipDose开发出了全球首款3D打印药物，用来治疗癫痫的药片Spritam，从而开启了制药业的新篇章。该药物现已通过了FDA认证在美国正式开售了。现在，新加坡国立大学（NUS）的科学家们在这方面取得了更大的突破他们同样3D打印出了剂量可控的药片，不过释放速率也可控。比起传统的批量生产药片，这种药片在针对不同患者时能发挥更好的疗效。
　　
　　这的确可以说是一项了不起的成就，因为当前的普通药片释放速率都是不可控的，只能维持在一个恒定值，所以患者就必需将一片药分成几片分次服用。这不但不方便，还会给药效跟踪带来困难，尤其是对于同时服用多种药物的情况来说。另外，不同的临床诊断对药物释放速率的要求也不同，而对于患者来说，通常只有一小段的速率是合适的。不过现在，这些问题都被NUS的这种3D打印药片解决了。据了解，NUS的药片之所以释放速率可控是应为他们给药物披上了一种由表面腐蚀聚合物构成的外壳。这种外壳可以通过3D打印技术做成各种形状，而这些形状能够决定释放速率，正是关键所在。理论上，这种方法可以实现任意的释放速率。
　　





　　
　　3D打印小提琴演奏的U2成名曲



　　
　　
　　香港医生首次将3D打印技术用于复杂心脏手术
　　香港中文大学（中大）及香港大学（港大）携手率先在香港本地将3D打印技术应用于复杂的心脏手术，提升手术治疗成效及安全性。中大医学院内科及药物治疗学系心脏科与港大工程学院机械工程系合作，将3D打印技术结合临床应用，透过经病人食道超声波造影所收集的数据进行3D重建，塑造出高仿真的复杂心脏结构3D硅胶软件模型，协助术前规划，为病人制订个人化的介入治疗方案。相关技术去年已应用于一宗复杂左心耳封堵术个案，患者康复情况理想，此案例已在医学杂志Circulation: Cardiovascular Interventions发表。心脏结构复杂且因人而异，进行心脏介入手术的难度因而十分高。医护人员可能需要在手术进行期间尝试多于一次，才能确认放置治疗仪器的最佳位置，导致出现心脏手术并发症甚至手术失败的机率增加。
　　为解决这难题，中大医学院内科及药物治疗学系心脏科去年起将3D打印技术和临床应用结合，先透过经食道超声波造影取得的数据，从3D角度分析患者的心脏结构，再由港大工程学院机械工程系制作出3D硅胶模型，协助医护人员作出术前规划，制订更完善的手术策略。去年，一名于威尔斯亲王医院接受左心耳封堵术的78岁女病人，术前经食道超声波发现其左心耳呈双叶状，这种结构增加了封堵术的难度，医护人员必须有相当周详的术前规划，以求更准确地将封堵器放入病人左心耳的两端。因此，团队创新地利用3D打印技术来协助手术的计划，并利用塑造出的3D软件模型在术前模拟相关治疗程序。
　　
　　结果显示，有关技术有助医护人员于手术进行时更准确地将仪器放入最佳位置，减低出现并发症或手术失败的风险。术后跟进及评估显示患者情况良好。对于3D打印技术与临床医学结合的发展，负责提供这次技术，塑造出心脏结构3D硅胶模型的港大工程学院机械工程系助理教授郭嘉威博士表示："几何模型及3D打印技术的先进配合能令心脏科医生在进行复杂心血管治疗时，无论在安全性、精确性及效能上，均能提高信心。"李沛威医生补充，团队于未来会收集更多资料和数据，以进一步确定及研究3D打印技术于心脏疾病治疗上的应用。