欧阳汉斌：医学3D打印研究平台的建设及应用

2020年8月20日-21日，中国增材制造产业发展芜湖（繁昌）高峰论坛暨2020年中国增材制造产业年会在安徽芜湖市举行，此次年会由工业和信息化部装备工业发展中心、安徽省经济和信息化厅、芜湖市人民政府指导，中国增材制造产业联盟主办，繁昌县人民政府协办，南极熊作为支持媒体对本次会议进行了直播。

在“增材制造与医疗应用推进论坛”上，广东省医学3D打印工程技术研究中心  欧阳汉斌做了《医学3D打印研究平台的建设及应用》的演讲，下面是现场文字速记。

欧阳汉斌：尊敬的各位领导、各位专家、同行下午好。受黄院长的委托，下午我来跟大家分享一下我们医学3D打印研究平台的建设以及应用。我们平台的学术带头人是我们尊敬的钟世镇院士，也是我们现代临床应用解剖学的奠基人，也是我们国家数字医学的一个最早一辈的倡导者，这是我们团队的黄文华教授，他是我们中国医学3D打印委员会的主任委员。

我们依托单位是南方医科大学，我们的医学3D打印实际上依托的是三个国家重点的一个平台，包括我们的人体解剖学重点学科还有国外重点学科还有国家级的虚拟仿真实验室。这是我们团队的平台的架构。

研究方向我们分三个，一个是临床应用解剖学，以临床应用为导向的解剖研究；还有医学骨科；还有数字医学3D打印。相对来讲是一个基础和临床过渡的阶段。钟院士开辟了我们过程人体解剖学这门古老的学科里一个新的研究领域，就是以临床应用为导向的一个解剖形态的理论体系。

这是钟院士之前做的一个心冠状的一个标本，这对我们临床科等的数字方面的设计提供了很多理论依据。包括我们颅脑外科。种种这些管道铸型的标本可以为我们特别是像肝胆外科的肿瘤切除等微创术达到一个肿瘤切除的效果。这是头颅和面部解剖的标本。

△医学形态学模型打印

在过去的一系列的研究积累下，我们也建立了享誉世界的人体解剖博物馆，每年吸引很多人来参观，标本达到1600多件，实际上是一个比较大规模的人体博物馆。这个博物馆也是享誉世界的，得到了国外很多学者的高度的赞誉。我们世界比较标准的塑化标本之父也来参观我们的博物馆。

通过基础的研究，我们跟原来南方院合作，首创了很多的高难度的技术。重新再造的手指获得了比较满意的术后康复。包括四肢的一些救治，这都离不开我们解剖学的基础理论和研究成果。

在外科领域钟院士来提出了一个世界首创的股前外侧皮瓣，用我们外科医生的话来讲，它是一个比较万能的皮瓣，它手术的成功率达到95%以上。陈院士也对皮瓣高度赞赏。这是国际权威的专著提出，这是非常有应用价值的皮瓣。相关的成果出版了很多，专著有近30部。

第二个研究方向就是医学生物力学这块，由原来的重点实验室从2005年一个大学转为广东省重点实验室进行管理，从过去神州六号十号返回舱提供的一些人体冲击损伤参数引用到民用的医学应用。也建立了一系列跟人体标本，依托人体结构标本建立了很多检测平台。

到临床，我们也面向了临床机构，特别是和很多国外著名的专家，他们在临床一线长期进行应用探索，也形成了自己的想法，我们这个实验室也是一个开放的平台，跟这些专家进行技术合作。他们把他们对临床的思考以及一些新的改良想法会和我们一起分享进行讨论及检测。

这是机械的一些研究，骨盆、上肢。3D打印很多专家并不陌生，我们跟打印学的一些测试也进行了初步的探索，获得了一些比较有价值的数据。

从2004年开始，钟院士带领团队往数字医学这块进行探索，我们数字医学这块呈象来自于影像学提取出来的二维数据并且转化成虚拟的三维模型，这就为我们的3D打印提供了一个比较好的数据的支撑。

△虚拟仿真设备系统与3D打印技术结合

从那个时候项目获得了一些成果就能够用在我们的3D打印这块，也助力了我们医学3D打印的后续的研究和应用。这也是我们在2011年的项目，对血管进行一个仿真的研究。相关的课题的成果也获得了很多奖项。到了2014、2016这几年，也是从那个时候开始增材制造慢慢从名称上更多地被别人提及到，提到了我们老百姓的日常包括媒体、新闻这块。它以3D打印的热词的形式走进了我们的生活，增材制造很多行业内的专家都知道，这不是这几年的事情。

总理听取了先进制造与3D打印报告，紧随着国家产业推进计划发布，在2016-2017年科技部也发布了重点研发计划的一个专项。国外的咨询服务协会它们的预估，3D打印在我们医疗市场的份额能够有15.1%，实际上它的个性化需求在我们临床的应用中确实是占据了相当的比例。3D打印用在医疗这块有核心的优势，一个是像我们的个性化定制，这跟我们解剖的个体化差异是紧紧相扣的，还有一个就是复杂结构的制造，比如说以往传统的加工制造不出来的一些微观复杂的结构，它能够从容面对这些结构的制造的需求。

△3D打印植入医疗器械

整个它来到我们的医疗领域的话是具有比较强大的产业推动效应的。这是3D打印个性化的骨修复的植入物。除了个性化的器械以外，它也能小批量的定制化地生产一些我们需要的外科机械，更主要的还是它跟我们的个体化的需求更加吻合。我们工程中心能够提供一些相关的设备和材料的来源，前期在国内一些比较知名的医疗机构初步开展了一些3D打印个性化的植入的临床应用的研究。

初步来讲，像我还是比较满意的。像3D打印对胸廓部位的恶性肿瘤，数字化技术给我们提供了一个很直观的病变显示，在没有现有假体的情况下，我们还是通过个性化的假体设计以及3D打印成形，把恶性肿瘤完整切除并且修复患者的外观。

在3D打印的研究中，我们还对3D打印表面的处理技术进行了产业化项目的研究。在手术当中理论的发展也是通过3D打印进行一些前期的探索。这种模型打印还有术前规划这块，在国外近几年来还是比较普遍应用的，作为临床一线的医生来讲能够有直观的模型展示，使得一些复杂的手术变得不再复杂。

△3D打印个性化矫形支具

像这种高难度的脊柱侧弯的校型我们可以制定一些计划，很大程度上可以解决制定操作上的难度，也降低了并发症出现的可能。很多时候我们的临床应用其实是跟临床的医生的想法和思考相结合的。比如说我们把3D打印应用到一些相对创伤较大的手术变得创伤小一些，把原先十几公分的切口变成三四分工的切口。

△3D打印个性化支具（南方医科大学+香港中文大学）

在结构矫形方面也有一些应用，可以获得比较精准的重建。在显微外科通过3D打印也可以给人一个直观地还原伤前的形态，可以给人们看到一个参考。

△医学3D打印的4个发展阶段

像刚刚张教授讲的，我们3D打印的四个阶段也是围绕着那几个方面，后续进一步也推进了支架和材料的打印，包括我们下设的实验室就开展了关于材料的打印。前面也是围绕着材料进行了一些技术的研究，获得的结果还是比较令人满意的。还有一个就是说活体细胞组织的一个研究，我们也获得了国家重点研发计划的支持。

在成果转化方面，像康复医学这些以及3D打印个性化制造的应用，这块国内也是在推进的，因为它不需要植入，相对来讲它很多风险都是可控的。它的个性化支具也是一些传统的支具无法达到的效果，我们也和广东省的一个工伤康复中心进行了一个康复支具的研究，并且有了初步的探索。

△医学3D打印服务平台（应用示范）

这是我们平台建设的一个框架，是按照以往来讲生物力学检测包括3D打印的设计，通过这个平台也进行一些公共服务技术方面的业务，面向全省的一些临床机构进行一些培训。

我们的人才也是我们3D打印发展的主力军，我们的发展定位还是由政府来主导。建设目标是三院两厂一个中心，包括康复研究院、外科的培训基地等等。这是我们团队的合作形式，我们也希望在此跟各位业内的同行开展广泛的合作。

我的演讲完毕，谢谢大家！

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