刘忠军:3D打印将在医疗领域产生颠覆性影响
刘忠军:3D打印将在医疗领域产生颠覆性影响
访谈嘉宾刘忠军
9月22日,全国人大代表、北医三院骨科主任及脊柱外科研究所所长刘忠军做客新华会客厅,与网友畅谈3D打印技术对医疗行业的颠覆性影响。

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3D打印使很多疑难杂症得到很好的治疗

3D打印和以往的工艺相比有很多优异之处,这些年来医学领域的发展,特别是骨科领域和大量金属内植物的应用有很大的关系,例如,很多创伤领域的疾病都涉及到内植物的材料。以往都是用金属生产的,这些材料的应用使很多疾病的治疗有了很多新的手段,使治疗一步步在提高。

3D打印是制造业具有代表性的颠覆性技术

颠覆是能制作传统工艺制作不出来的很多东西。之所以说其是颠覆,是因为它解决了以往解决不了的问题,有了这样的技术以后就可以达到这样的效果。目前采用人工枢椎进行的肿瘤切除效果很好,已经有了四个病例,之前是连想都不敢想的。

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[主持人]

各位网友大家好!欢迎关注新华会客厅。近年来,3D打印技术不断深入我们的日常生活的各个领域。近日,该技术在医疗领域获得了喜人的进展,我国首个3D打印人体植入物——北医三院领头研制的人工髋关节产品获得了国家食药监总局注册批准。今天,我们有幸邀请到这个研发团队的总领军人物——全国人大代表、北医三院骨科主任及脊柱外科研究所所长刘忠军。欢迎您,刘主任。[ 2015-09-22 14:28 ]


[刘忠军]

你好。[ 2015-09-22 14:28 ]


[主持人]

据我了解,这个产品是我国首个3D打印植入物,也是国际上首个通过临床验证后获得注册的3D打印人工髋关节假体,作为这个团队的总领军人,您对此怎么看?[ 2015-09-22 14:29 ]


[刘忠军]

我觉得这首先是一个很好的消息,是令人鼓舞的消息。因为任何医疗产品在临床上获得使用都是要经过严格审批,是非常难的。3D打印作为一项全新的工艺,以往没有,作为这样一个工艺生产出来的金属内植物,植入到人体获得审批,具有“破冰”意义。如果没有这样的开始,这些产品不可能正式用到人体。有了这样的良好开端,我们的科技创新就有了希望,将来这方面的发展速度就有可能加快。[ 2015-09-22 14:30 ]


[主持人]

这个产品是什么时候投入到临床观察的?[ 2015-09-22 14:32 ]


[刘忠军]

我们是从2009年开始这方面的研究。前期经过动物实验和相关研究,申请项目获得批准后,才能够开始临床观察。真正对患者的临床观察与研究是从2012年开始。经过几年的努力,最终才取得了今天这样的成果。[ 2015-09-22 14:36 ]


[主持人]

据您了解3D打印的产品在临床上的患者需求和效果怎么样呢?[ 2015-09-22 14:36 ]


[刘忠军]

3D打印和以往的工艺相比有很多优异之处,这些年来医学领域的发展,特别是骨科领域和大量金属内植物的应用有很大的关系,例如,很多创伤领域的疾病都涉及到内植物的材料。以往都是用金属生产的,这些材料的应用使很多疾病的治疗有了很多新的手段,使治疗一步步在提高。 3D打印从我们目前对它的了解,它和以往工艺相比有更优越的地方,能解决以往并不完善的问题,有可能取得突破性的进展,使很多疑难疾病得到更好的治疗。从这个角度讲有很重大的意义。[ 2015-09-22 14:39 ]


[主持人]

我看到您今天带来几个模型,能具体讲一下吗?[ 2015-09-22 14:39 ]


[刘忠军]

3D打印实际上是增材技术,和以往剪裁制造、等材制造等比如铸造就是典型的等材制造,和这些工业相比是增材制造,因为它是通过材料的堆积形成最终的产品。3D打印作为这样的工艺可以使用不同的材料,如果把它分类大体上包括三大类比较主要的材料,一是塑料材料,像我手里拿的模型就是颈椎的模型,它完全是用病人CT检查的数据把它转换成3D打印的数据,输入到相关的设备里面打印出来的,它的大小、形状和病人体内的颈椎完全一样。这是它的优势,我们用塑料材料的打印能解决哪些问题呢?首先,我们可以打印一个模型,我手里拿的这个就是一个儿童患者的胸椎,他的胸椎长的是歪的,我们要给他做治疗,有这样的模型我们可以拿着它做策划,使手术做得更精确,包括在手术中拿它做参照做固定的材料。这些塑料材料在骨科领域应用得越来越广泛。[ 2015-09-22 14:42 ]


[主持人]

是减少磨损吗?[ 2015-09-22 14:42 ]


[刘忠军]

还有一种材料是金属材料,像这个材料是3D打印的人工锥体,是放在颈椎上的,是钛合金制作的,以往我们用的也是钛合金的材料,但我们是用钛网结构,传统工艺可以生产出,里面填充上骨质放到颈椎上面,和这个材料相比两个材料是一样的,但是形态和结构有很大的差别。用这个材料有什么好处呢?首先把它放在两个颈椎之间接触面积很大,不容易塌陷,而传统钛网就容易塌陷。 另外,3D打印植入物是做成海绵孔隙一样的微孔状,把它放到骨头之间,骨头可以长到里面形成一体,也就是骨结构和钛合金的人工锥体可以融成一体,比传统工艺生产的植入物优异得多。[ 2015-09-22 14:42 ]


[刘忠军]

不是,是起到固定和稳定的作用,和骨骼融合在一起。现在有了这样的新材料,可以在不植骨的情况下和内植物融合在一起,很优越。 第三种材料是生物材料,也是现在在大力研究,但是可能难度更大的。就是用细胞材料打印组织和器官,所以有人畅想将来是否可以用3D打印出心脏、肝脏,可以给病人做器官移植。当然,这个难度恐怕会非常大,要经过漫长的研究才可以。而现在我们塑料材料和金属材料3D打印的产品已经应用到临床,并且发挥了非常好的作用。[ 2015-09-22 14:43 ]


[主持人]

我了解到人工髋关节是包括几部分组成,有球头、衬垫等,咱们这个产品是?[ 2015-09-22 14:43 ]


[刘忠军]

有两个主要的地方,一方面是臼杯还有股骨头,这次获批的只是臼杯这部分。[ 2015-09-22 14:44 ]


[主持人]

那这个臼杯是什么材质做成的?[ 2015-09-22 14:45 ]


[刘忠军]

钛合金。就是3D打印做成的,3D打印技术是用金属粉末,放到相关的设备里,把计算机设计的图形也储存到这个设备里,在数据的设计下可以打印出任何产品。这对医学的重要性就在于,我们的骨骼没有一个是几何形状的,长得都是奇形怪状,用传统工业恐怕很难生产出这样的东西,用3D打印技术,无论什么样的图形,只要有数据都可以打印出来。[ 2015-09-22 14:46 ]


[主持人]

这是可以根据患者自身的需求进行量身定制的产品吗?[ 2015-09-22 14:47 ]


[刘忠军]

分两部分,一部分作为标准化,比如髋臼杯目前还是标准化的产品,因为人的髋臼的结构无非是大小的不同,可以是52mm、54mm,既然只是大小的不同,我们就没有必要按照每个人的大小量身定做,我们生产出一个系列来就够了,这样我们在手术当中需要多大尺寸就用多大尺寸,这样反倒简单。 但是讲到定制化,确实是3D打印非常强的优势,如果是个体化的,和别人的形状大小都不一样,比如我们这个脊椎,这个孩子长得和别人不仅大小不一样,形状也不一样。这种时候如果我们要给他制造一个他所使用的内植物就完全可以量身定制,打印和他身体数据完全一样的东西。[ 2015-09-22 14:48 ]


[主持人]

那目前临床上对髋关节手术用的产品是什么?多数是进口的吗?[ 2015-09-22 14:48 ]


[刘忠军]

目前看国产、进口的都有,但是在高端领域中大部分还是选择进口的,因为大家普遍认为进口产品质量更高、效果更好,但是国产的内植物也在不断进步。[ 2015-09-22 14:50 ]


[主持人]

占比大概是多少呢?[ 2015-09-22 14:50 ]


[刘忠军]

不同地区、不同领域差别比较大,但是据我了解,在国内三级甲等大医院中,60%-80%以上的病人选用的是进口产品,国产的比例占得很少。[ 2015-09-22 14:51 ]


[主持人]

那您认为这次我们3D打印获批对临床上有什么意义呢?[ 2015-09-22 14:51 ]


[刘忠军]

意义很多。首先,过去我们都在追随国际的技术,用国外的产品,自主研发的技术本身很少,利用3D打印这样的全新技术平台,我们有自己的知识产权、自己的研发和专利,可以生产国产的内植物,对医疗科技创新有重大意义。再有,确实它将来也会有降低医疗成本的作用,如果将来这些东西都国产了,就可以大幅度降低内植物价格,使广大老百姓受益。对医改也有促进作用,我们的医改其中一个最大的难题恐怕就是资金有限,我们需要大量的资金,但是治疗费用总是在不断上涨,如何让治疗费用下来也是重要的一方面。如果没有3D打印技术,国外技术又相对比较先进,我们只能不断追随别人,要一下子实现大规模、国产化的内植物使用恐怕不太现实,而现在有了3D打印可以说我们有了这方面的机会和很好的机遇。[ 2015-09-22 14:53 ]


[主持人]

刚才您提到成本问题,我想替广大网友问您一下,3D打印产品作为高端医疗产品的价格贵吗?[ 2015-09-22 14:54 ]


[刘忠军]

这也是很多人想问的问题,在很多人的意识当中,3D打印是高新科技,生产的产品是好,是不是价格也相应上去了?实际上这是一个误解,从目前我们对3D打印技术的了解,它生产出来的产品按照目前状况和传统工业生产的内植物价格相当,如果国产化以后还会大幅度降低。过去,同样生产髋关节产品需要经过很多道工艺,用大块原材料经过车床等很多道工艺流程才能生产出来,而3D打印把所有的流程都变成了一个,数据输到设备里面。产品就出来了,这些工艺流程的成本会降低多少?而原材料同样是钛合金,材料本身并不昂贵,这些东西都综合起来的话,3D打印的产品我相信随着技术的成熟、设备价格的降低,将来它一定会低于传统工艺生产的产品。[ 2015-09-22 14:56 ]


[主持人]

您刚才提到用的进口的产品比较多,那现在进口产品的价格大约是多少呢?[ 2015-09-22 14:56 ]


[刘忠军]

这就不太一样了,从髋关节的情况来看,从两三万到七八万,甚至到十几万的都有,因为用不同材质和不同工艺价值是有差别的,但是总的来看都要几万块钱。[ 2015-09-22 14:56 ]


[主持人]

那3D打印的产品会比以往的产品价格低吗?[ 2015-09-22 14:56 ]


[刘忠军]

目前看,3D打印产品与以往相同类型的产品相比,价格相当或者偏低。但是3D植入物采用的是最新的工艺,而且将来和骨的结合会很好,在疗效上明显提高,综合来算,3D打印和同等质量的内植物相比价格是大幅度下降的。[ 2015-09-22 15:01 ]


[主持人]

那您能总结一下3D打印的产品和普通髋关节相比有哪些优势吗?[ 2015-09-22 15:01 ]


[刘忠军]

最大的优势就是它提高了和骨结合的能力,以往采用的髋柩杯用的或者是骨水泥用粘贴的办法和骨进行附着,或者表面粗糙化增加和骨的附着力,而3D打印技术完全做成空隙金属,让骨直接长入孔隙和髋关节的结合是最强的,这是最大的优势。 其他方面和传统工艺造的髋臼杯是等同的,因为材质是一样的。[ 2015-09-22 15:02 ]


[主持人]

这个产品的获批对相关医疗领域的研究和企业有哪些推动作用?[ 2015-09-22 15:06 ]


[刘忠军]

会有很大的推动作用。首先无论对医疗工作者的研究还是相关产业的生产,都需要一个推动力,如果研究半天这个东西不能形成成果和产品,大家也就没有这么高的积极性了。研究就是为了获得有价值的成果,对于产业来讲,投入了大量的资金,花费了大量的人力、物力,研发出来的创新产品,如果不能获批上市的话就不能形成价值,那这个工业怎么发展?所以从这两个方面来看,都是非常利好的消息。既能推动医疗创新科技的研究,也能推动产业的发展。[ 2015-09-22 15:07 ]


[主持人]

那咱这个产品与企业合作进入量产阶段了吗?[ 2015-09-22 15:07 ]


[刘忠军]

现在获批以后就开始向这个方向发展了,既然获批了,已经形成产品了,就意味着将来可以在市场上出售,可以用到我们的临床实践当中。那么随着市场的扩大,就会形成量产,而且产量会越来越大。[ 2015-09-22 15:08 ]


[主持人]

近日李克强总理主持了国务院专题讲座,并指出3D打印是制造业有代表性、颠覆性的技术,您是如何理解这个“颠覆性”的?[ 2015-09-22 15:08 ]


[刘忠军]

颠覆这个词用得还是很准确的,因为首先从工艺特点来讲,3D打印和传统工艺完全不一样,传统工艺是减材或者等材,而3D打印是增材技术,从工艺技术上是全新的。[ 2015-09-22 15:09 ]


[刘忠军]

第二个颠覆是能制作传统工艺制作不出来的很多东西。比如举个例子,像我们前一段所实行的新的手术,就是采用这种3D打印的人工枢椎为颈椎肿瘤的患者做治疗,我想这本身就有颠覆的意义。枢椎是指颈椎第二节,我用桔红色颜色表示的就是枢椎,如果在这个骨头上长了肿瘤,以往的技术可以把它切掉,但是切掉以后再做重建和固定的时候没有理想的办法,以往采用的办法是用钛网支撑到脊椎中间,在外面再给病人带一个铁的架子,临时固定,用几个月的时间,而它的稳定和安全性就比较差。而现在采用人工枢椎以后固定性就很好,病人早期和其他疾病治疗一样,带一个普通的围领就可以下床活动。之所以说其是颠覆,是因为它解决了以往解决不了的问题,有了这样的技术以后就可以达到这样的效果。目前采用人工枢椎进行的肿瘤切除效果很好,已经有了四个病例,之前是连想都不敢想的。[ 2015-09-22 15:12 ]


[主持人]

那您说的增材和减材,相比两者增材有哪些优势呢?[ 2015-09-22 15:13 ]


[刘忠军]

以前我们制作螺丝钉用圆棒形的材料处理成不同的长短,再用车床制作出螺纹,有很多废料产生。而增材是把粉末放到设备里面,把数据也输入到设备里面,按照数据打印出这个形状,是多大就是多大,一层层叠加出来我们这样的产品,材料一点也不浪费。[ 2015-09-22 15:14 ]


[主持人]

这样就减少了废料的产生。那3D打印在医疗领域的现状和前景如何呢?[ 2015-09-22 15:14 ]


[刘忠军]

从现在来看,大家对3D打印的积极性都比较高,特别是塑料材料的3D打印。据我所知,在全国各地骨科领域应用越来越广泛,大家打一个模型帮助制定手术方案或者治疗方案,也可以用塑料材料的东西做成工具来做我们手术当中一些引导性的器材,使我们的手术做得更精准、更安全,全国各地已经有很多医院开展了这方面的技术。首先,这一个简单的塑料打印的技术就已经有了很高的价值。 下一步,随着金属材料3D打印产品的不断研发、设计和不断上市,我们能用它解决很多疑难疾病的治疗,我们可以应用自主创新的技术来替代大量的进口产品。我想在这方面都是有重大意义的。[ 2015-09-22 15:15 ]


[主持人]

随着人们对3D打印的认识,您认为3D打印在医疗领域有什么应用的潜在价值呢?[ 2015-09-22 15:15 ]


[刘忠军]

它的应用潜在价值在于,就像刚才我们讲到的,首先金属材料我们可以打印一个人工枢椎,也可以打印出其他部位的椎体,例如胸椎、腰椎、四肢,有大量的新设计会出现,从而为治疗提供新的内植物,能够改进我们的治疗。如果我们想得再远一些,我们生物材料的打印将来也能发展起来,能打印组织、打印器官,那可以解决大量疑难疾病的治疗,比如病人需要一个肝脏、心脏,是很难获得的,将来有了打印技术这个难题就解决了。[ 2015-09-22 15:17 ]


[主持人]

未来前景也是很广阔的,那您认为在医疗保险方面3D打印产品的研发对未来医保医改有哪些方面的影响呢?[ 2015-09-22 15:17 ]


[刘忠军]

我想主要是价格方面的影响。医改里面的难题离不开钱和经济,恐怕我们医改不只是为了降低价格,一定是要保证广大人民群众疾病的治疗,并且我们希望治疗水平不断提高,治疗水平的提高和价格的降低按说是一对矛盾。随着新技术的诞生,价格往往总是上扬的,但我觉得3D打印给我们提供的契机就是我们可以利用这个平台多做自主研发的产品,多生产我们国产的内植物和器材来取代进口。从这个角度上可以降低价格,我想从这方面对我们的医改和医保都会有很好的支持和帮助作用。[ 2015-09-22 15:18 ]


[主持人]

那您认为未来它会纳入医保行列吗?[ 2015-09-22 15:18 ]


[刘忠军]

我想是应该的吧,如果我们生产一个产品效果有所提高,价格有所下降,那医改没有道理不组织这样的产品进入我们的医保目录。[ 2015-09-22 15:19 ]


[主持人]

3D打印是近年来新兴的一门技术,近年来我们国家在3D打印研发上还面临哪些困难呢?[ 2015-09-22 15:19 ]

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