南方醫(yī)科大學(xué)黃文華教授:我相信3D打印技術(shù)能改變世界,改變醫(yī)學(xué)

結(jié)合數(shù)字人相關(guān)研究成果,黃文華教授成功地將數(shù)字醫(yī)學(xué)與臨床應(yīng)用相結(jié)合,在醫(yī)學(xué)3D打印領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究,并取得了系列創(chuàng)新成果。

黃文華教授表示:“我們已經(jīng)看到了醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)在醫(yī)療應(yīng)用中正加速前進(jìn)著”。是的,3D打印正極大的改變傳統(tǒng)醫(yī)療向精準(zhǔn)醫(yī)療和數(shù)字醫(yī)療轉(zhuǎn)變,這里面的佼佼者如賽納數(shù)字醫(yī)療,專注醫(yī)療三維數(shù)字化應(yīng)用解決方案。

因骨盆骶骨骨折在臨床中經(jīng)常被漏診,且往往會涉及神經(jīng)損傷。為了能讓患者更好地恢復(fù)為無痛、長期穩(wěn)定的功能性關(guān)節(jié),黃文華教授率團(tuán)隊將醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)成功應(yīng)用到了骶骨骨折修復(fù)的微創(chuàng)手術(shù)中。根據(jù)骨折骨盆的影像數(shù)據(jù),創(chuàng)建出骶骨骨折的3D模型,通過術(shù)前模擬對鋼板進(jìn)行預(yù)先調(diào)整,以完美貼合患者自身的骨骼形態(tài)。術(shù)前模擬及內(nèi)植物的預(yù)先塑形可顯著提高微創(chuàng)手術(shù)中骨折復(fù)位的質(zhì)量,并極大地減少對周圍組織的損傷。
研究團(tuán)隊成功應(yīng)用該技術(shù)完成了世界首例3D打印結(jié)合腹腔鏡輔助下的髖臼骨折內(nèi)固定術(shù)。既往髖臼骨折需要進(jìn)行大切口手術(shù),易導(dǎo)致大量失血,且康復(fù)周期較長。該技術(shù)基于患者的CT數(shù)據(jù),打印出髖臼和骨折部位的3D模型進(jìn)行術(shù)前手術(shù)模擬,通過腹部微創(chuàng)切口(而非髖部外部切口),植入尺寸和形狀都更精確的個性化鋼板,大大減少患者出血量、縮短康復(fù)周期。
生物“智”造
黃文華教授表示,生物3D打印技術(shù)為再生醫(yī)學(xué)打開了組織器官損傷修復(fù)的一扇新的大門,未來或能成功打印出活性器官組織進(jìn)行臨床應(yīng)用,可以不再需要靠器官捐贈來挽救生命。
團(tuán)隊的吳耀彬副教授近期采用水凝膠微球構(gòu)建的“模塊化”生物墨水,完成外周神經(jīng)仿生支架的打印構(gòu)建。軟骨細(xì)胞(干細(xì)胞)注射是目前受損軟骨修復(fù)治療的有效手段,注射細(xì)胞滯留率和存活率偏低的問題限制了該療法的應(yīng)用。針對該問題,團(tuán)隊結(jié)合凝膠微球注射手段自組裝成3D軟骨樣支架,顯示出其在軟骨組織工程方面的應(yīng)用潛力。
研究人員利用凝膠介質(zhì)懸浮支撐打印工藝實現(xiàn)3D打印南方醫(yī)科大學(xué)(SMU)的英文縮寫。
腹部手術(shù)的患者術(shù)后易形成瘢痕組織也稱粘連,可導(dǎo)致腸梗阻、不孕或慢性疼痛等并發(fā)癥。為了防止術(shù)后粘連的發(fā)生,團(tuán)隊與南方醫(yī)院普外科的李國新教授團(tuán)隊合作,開發(fā)了一種具有兩面不對稱型的可注射水凝膠。該水凝膠具有良好的組織粘附性,在紫外光照射下不到五秒即可固化,研究證實能有效防止腹部術(shù)后粘連的發(fā)生。
黃文華教授團(tuán)隊在生物3D打印技術(shù)結(jié)合微流控芯片研發(fā)三維仿生器官芯片方面開展了大量實驗研究,基于生物3D打印器官芯片構(gòu)建疾病模型探索疾病發(fā)生的作用機(jī)制,有效推動了具有三維仿生解剖結(jié)構(gòu)的器官芯片在藥物的毒理性評價、高通量篩選、個性化治療等領(lǐng)域的聯(lián)合應(yīng)用。

蓬勃發(fā)展
黃文華教授的系列研究展示了3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。他說:“3D打印技術(shù)將極大改變醫(yī)療行業(yè)的未來”。2020年,全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)125億美元,其中醫(yī)療行業(yè)占比13.9%,預(yù)計這一占比在未來幾年將持續(xù)增長。團(tuán)隊目前正與多家醫(yī)療器械公司進(jìn)行緊密合作,以此推動多項專利的有效轉(zhuǎn)化,包括與珠海賽納數(shù)字醫(yī)療合作開發(fā)的耳部瘢痕矯形器等。

黃文華教授牽頭制定了多項中國醫(yī)療器械行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),主編并出版了我國第一部醫(yī)學(xué)3D打印專著《3D骨科學(xué)》,及一系列科普書籍等,讓更多人了解3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

依托廣東省醫(yī)學(xué)生物力學(xué)重點(diǎn)實驗室、人體解剖國家重點(diǎn)學(xué)科,中國南方醫(yī)科大學(xué)積極促進(jìn)科研人員在臨床解剖學(xué)、醫(yī)學(xué)生物力學(xué)、數(shù)字醫(yī)學(xué)及3D打印的學(xué)科交叉協(xié)作,助力未來發(fā)展。在此基礎(chǔ)上建立了廣東省醫(yī)學(xué)3D打印應(yīng)用轉(zhuǎn)化工程技術(shù)研究中心、廣東省醫(yī)學(xué)3D打印生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新平臺,通過平臺輻射成立了多家技術(shù)協(xié)作單位,全方位推動生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的前沿研究和創(chuàng)新。
黃文華教授說:“我相信3D打印技術(shù)能改變世界,我將繼續(xù)探索它在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的無限可能?!?/p>