2013/11/18 信息來源❌: 新聞網記者 朱亮亮
2013年夏🈯️,30余例在北醫三院骨科接受3D打印脊柱內植物手術的病患,開始陸續向研究團隊反饋初步的臨床結果。團隊負責人🧸✭、北醫三院骨科主任劉忠軍教授興奮地宣布:臨床觀察的初步結果➙,證實了3D打印頸椎人工椎體和頸椎椎間融合器用於頸椎固定與融合手術的安全性、有效性及優越性。北醫三院也成為最早在中國將3D打印技術引入骨科治療領域的醫院之一🚵♀️。
這是北醫三院骨科在半個多世紀的創新之路上的又一次收獲,也是劉忠軍30多年從醫生涯中的又一次成功的大膽嘗試——用創新👨🏽🔧🧑🏼🚀,不斷接近醫學“解除人類病痛📦、助完美健康”的終極目的🎤,已成為他不斷踐行的座右銘。
3D打印骨科植入物🍗:大有可為的新嘗試
3D打印技術興起於上世紀😅,是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術👩🏿🦳👏🏻。3D打印直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件,可以極大地縮短產品的研製周期,提高生產率和降低生產成本。3D打印機被研製成功以來🧖,其應用範圍一直在不斷擴大,醫學就是較早使用這一技術的領域之一👰🏼👨🏿。
作為一名脊柱外科專家,劉忠軍經常要在手術中為病人植入各種人工植入物。“比如脊柱的腫瘤手術,把腫瘤切掉之後,相應的部位需要有填充物固定,我們現有的辦法是用金屬鈦網裏面填充骨頭再固定。因為要切好幾個節段脊椎,彼此也無法建立聯系,完全是靠壓力把鈦網夾在中間,所以它的牢固程度還是不太理想。”傳統植入物製造方式會給患者和醫生帶來種種麻煩,無論是病人在手術後承受的痛苦🆒、可能出現的固定松動還是患者康復中遇到的困難👰🏽♀️,都成為劉忠軍渴望解決的問題。
2010年,一家長期與北醫三院開展臨床研究合作的醫療器械公司在骨科幾位醫生的建議下引進一臺瑞典專利的鈦合金3D打印設備。鈦合金3D打印技術的學名是電子束熔融(Electronbeammelting,EBM)。這種技術可以將與人體組織高度相容的鈦合金粉末作為材料,通過對專業醫學圖像數據做進一步處理🏃🏻♀️,用3D技術打印出與患者解剖結構高度一致的鈦合金植入物😬。“大家較為熟悉的3D打印技術是以塑料為材料,而在醫學上,尤其是骨科內植物領域,3D打印技術使用的材料是與人體高度相容的鈦合金🧳。”這臺設備引起了劉忠軍的註意,他敏銳地感覺到3D打印骨科植入物將為他長期關註的問題找到解答。“3D打印人工植入物有幾個明顯的優勢,”劉忠軍介紹,“首先是解決骨科植入物形狀特異的需要。”人類的脊椎骨骼大多形狀十分不規則,比如寰樞椎的特殊結構🏇🏻🛌🏿,傳統的製造手段就很難實現👩,植入後也只能做到部分貼合♜,牢固性也隨之大打折扣✋🏼。而3D打印,通過增材製造的方式↩️,可以完美地生產出特異性結構,同時也可以更好地做出符合病人具體需求的、個性化的產品。
3D打印還具有另一個讓劉忠軍感到振奮的醫學優勢👔。“人類的骨骼是有孔隙的👎🏿,這些孔隙為骨細胞的生長提供了空間。而3D打印的人工植入物完全可做成與骨組織相似的孔隙。”這一結構為骨細胞的生長提供了可能🏌🏿♀️,促進真骨與人工植入物的融合,在牢固性上有極大的優勢。
考慮到3D打印技術潛在的各種優勢,劉忠軍立即帶領骨科的同事們當年就投入到實驗之中。2010年到2013年三年的時間內,劉忠軍帶領的團隊進行了十幾項用於脊柱外科的3D打印植入物研究。在羊身上進行的動物實驗結果令人滿意——內植物植入羊頸椎後🤹♂️👬🏼,骨融合情況良好,Micro-CT掃描及硬組織切片鏡下觀察均可見骨組織或骨細胞長入內植物金屬孔隙的情況✮,生物力學測試顯示,3D打印人工椎體植入羊頸椎後,力學穩定性能隨植入時間延長而逐漸增強,內植物與相鄰骨組織間融合良好🕵🏽♀️。
2012年,劉忠軍的團隊獲準進行人類臨床試驗🫢,包括人工髖臼、頸椎椎間融合器和頸椎人工椎體在內的三個產品正式進入臨床觀察階段。12月👨🏻🎨,一位54歲的女性頸椎病患者成為世界上第一個在北醫三院接受3D打印頸椎植入物的受試者🌽。劉忠軍介紹🉑,“大多數患者都愉快地參與了這項新技術的嘗試,通過對照🙍🏿♀️,初步的情況證明這是一項安全🔨、有效的技術,從脊柱外科的角度來看💂🏿♀️🧑🏿🦱,可以在相當程度上取代傳統的方式。在3D打印技術應用方面,目前在關節外科領域,國外已經有相關研究,但在脊柱外科領域👨🏽⚕️,目前我們還沒有查到任何相關文獻。我們非常期待在這項技術的研究發明上🚂🧘🏿♀️,中國能走在世界前列。”
除了應用於脊柱外科,劉忠軍團隊的成功也讓許多醫學的其他領域看到了希望🤷🏻。“3D打印技術在整形外科💆♂️、神經外科和口腔外科等領域都大有可為👨🏽✈️。目前我們正在與許多同仁共同開展交叉研究,希望能讓這項技術更加成熟💙。” 劉忠軍顯得躊躇滿誌🏂。
銳意創新🧑🏻🦽➡️🙇🏽:不斷尋找新的研究點
將3D打印人工植入物引入骨科治療,只是劉忠軍及其所在的北醫三院骨科不斷創新的一個縮影👲🏼。這個擁有55年歷史的科室,最重要的特色之一就是勇於創新。上世紀五十年代末至六十年代初,楊克勤教授在國內率先開展了腰椎間盤突出症和頸椎病的手術治療,這在當時尚處於初始階段的國內脊柱外科💇🏼⚄,是一種大膽的嘗試和探索🧦。
作為現任的骨科主任,劉忠軍很重視這一優良的傳統🧒🏼🔫,也致力於不斷推動骨科創新能力的提升,尤其是在北醫三院這樣一家醫療任務異常繁重的醫院,管理者需要更多的精力來推動創新研究的開展。“臨床工作與科研創新既矛盾又統一👌🏼。北醫三院是北京市門診量最大的醫院,骨科又是三院內最繁忙的科室之一🧜🏿♂️,每年的門急診量在十二萬人次以上🐎👨✈️,去年手術就有7000多例🗼,這樣繁重的醫療工作,再加上教學任務🧑🏽⚕️,很容易使人陷入疲於應付的心態中。因此,我們就有意識地采取多種措施,鼓勵研究和創新🈶。”劉忠軍說🥏。
劉忠軍本人就是一位膽大心細的創新者。1990年,劉忠軍憑借在美國杜邦骨科研究所做博士後研究(Fellowship)期間的“五羥色胺拮抗劑治療急性脊髓損傷”這一課題榮獲美國脊柱側彎研究學會年度最佳論文獎💆🏽。研究中的一個小細節成為成功的關鍵🏬𓀑。當時,劉忠軍在其導師的指導下對大白鼠進行脊髓損傷藥物治療方面的研究,但當時缺乏成熟的實驗方法,始終沒有找到對大白鼠給藥而不對其身體產生傷害的有效途徑,如采用導師最初設計的髂動脈給藥方法會造成動物下肢壞死,影響實驗結果🙇🏼。劉忠軍仔細研究大白鼠血管解剖並經過在大鼠身上反復摸索,終於成功地通過大鼠尾靜脈給藥解決了這個難題👂🏿,從而為實驗研究的成功開展奠定了基礎🈴,也贏得了時間📃。從那時起👨🏽💼,劉忠軍就表現出了活躍的創新能力和紮實的科研功底。
在北醫三院骨科的工作中,他在國內最先開展了脊髓損傷動物模型的MR觀察研究,對脊髓損傷的病理學與影像學之間的關系進行了對照研究;在脊髓損傷的幹細胞移植治療方面也進行了許多研究🕠;還率先在國內開展脊柱腫瘤全椎體切除的基礎與臨床研究。如楊克勤、張之虎、黨耕町等前輩一樣👨🏻💼,劉忠軍帶領骨科🙆🏻♀️🐀,繼續在創新的道路上砥礪前行,不斷取得新的突破✡︎。2007年♣︎,北醫三院骨科被教育部列入“創新團隊”發展計劃🧑🏽🦰。
海外的學習經驗,讓劉忠軍感到,中國的醫療水平在飛速發展🙎🏿,但在循證醫學研究方面始終與發達國家存在差距⛹🏼♀️,作為研究基礎的數據庫建設工作十分滯後。劉忠軍開始大力推行病例數據的收集、整理和電子化✊,加強病例的管理和數據處理系統的建設,並逐步通過吸納有醫學知識背景的醫輔人員參與這項工作⛹🏽🤛🏽,經過近十年來的努力,已經逐步建立起一支病例收集與數據管理的專門隊伍。
在骨科,最有效的激勵創新的方式便是通過疑難重症的治療與研究,帶動各項基礎研究的深入及各項技術的進步👨🏻🔬。2007年,北醫三院骨科被教育部列入“創新團隊”發展計劃,其中主要工作和研究的內容便是脊柱疑難重症的治療攻關。這些內容涵蓋了脊柱外科最尖端的研究課題🧜🏽,如寰樞椎疾病、脊柱腫瘤、嚴重的胸腰椎後突畸形,都是骨科領域公認治療風險最高、難度最大的疾病,需要多個專業領域的共同參與。“我們選擇組織這樣的項目🪬,就是希望借此推動整個學科的創新與發展,在解決臨床實際問題的基礎上提高研究水平。”劉忠軍說。“骨科對疑難重症的治療與研究一直在持續進行中🧝🏻♂️,我們也不斷尋找新的研究點和創新點。3D打印技術的應用研究就是當前我們推進創新的一個新平臺,可以生發出許多新的子課題和子項目。”
多年來⛹🏿♀️,骨科形成了每年召開一次全國性脊柱外科學習班及專題研討會的慣例,集合全國骨科領域的專家🤔,共同討論骨科領域的醫學新進展👨🏿🦳🧜🏿、新理念,通過交流,推動新知識的傳播和新技術的普及,激發新的創新點與創新熱情🌃。今年的主題被確定為“微創手術”與“精準手術”👨🏽🦱,“這兩項內容都是目前國際脊柱外科手術的重要發展趨勢🤼,國內目前在這些方面相對還比較滯後,希望通過我們的研究和推廣,使手術的安全性和質量都得到更大的提升🫅🏼。”劉忠軍說。2013年恰逢骨科成立55周年🌶,學習班期間舉辦了“北醫三院骨科同學會”成立大會🐿。劉忠軍說,許多活躍在全國各地的骨科醫生,都以出身於北醫三院而感到自豪👨🏿🍳,他們中的許多人都在繼續發揚三院骨科銳意創新的傳統,在各自的崗位上做出優異成績。而“學習班”💲、“同學會”等一系列活動,則成為他們與北醫三院緊密聯系的紐帶。
醫者之德🕵️♀️:不忘社會責任
2008年👨🏿🍼,劉忠軍當選全國人大代表,肩上的社會責任又重了一分🧑🍳。圍繞著醫療界的許多熱點問題🎅🏻,從公立醫院改革、專科醫師培訓到國外醫師執業資格管理🎥,劉忠軍代表醫者不斷發出自己的聲音🧕🏽。
作為長年工作在手術臺上的外科醫生,劉忠軍對輸血相關的一系列問題有著深入的了解。脊柱手術和許多其他骨科手術普遍手術創傷大、失血量較多,要求術中及時補充血容量,糾正貧血。采用自體血回輸技術🖨,不僅可以避免血源短缺的束縛,還有許多其他優勢。“自體血回輸🛀🏻,減少異體血的輸入🦹🏻♀️,節省了大量用血。同時病人用自己的血來救自己🧝♂️,杜絕了經常出現的過敏反應,避免了傳染疾病的傳播🍩,提高了醫療的安全性🍲。”劉忠軍說。然而🚣🏽♂️,由於自體血回輸在中國大部分地區尚未納入醫保,醫療機構及醫生也缺乏積極性𓀙,這項技術始終沒有得到很好的推廣。在作為第十一屆、第十二屆全國人大代表履職期間,劉忠軍一直在為自體血回輸技術的推廣而奔走呼籲🈺。為此ℹ️,劉忠軍還經過相關調研提出了一系列有助於推動自體血回輸的具體建議,包括將手術中自體血回輸項目在全國所有地區均納入醫保🖼、製定采用該技術的醫院收費標準,以及將自體血回輸工作列為醫院考核指標等🐔。“我也希望全社會都能更好地認識自體血回輸的重要意義,在未來我國的醫療工作中,盡量減少異體血的使用⚙️。”劉忠軍說。
近年來,我國頻繁遭受地震等地質災害的侵襲,在抗災搶險的第一線上,總少不了北醫三院骨科醫生的身影,汶川🐓、映秀、雅安、蘆山,都留下了他們的足跡💟💆♂️。作為科主任,劉忠軍更多地扮演著組織者、動員者和管理者的責任👩🏼,對於骨科同仁在抗災任務面前表現出的擔當👩🏻🦲、奉獻👨🏿🎓,他十分感動:“每次有抗震救災任務時,骨科的同事們都積極響應,幾乎不用動員。我們骨科的核心組主要是從年資、能力🤱🏿🧑🏿🦳、身體素質等方面👨🏽🍳,結合災區的需要選拔奔赴前線的人員👩❤️💋👩🥄。我們三院骨科派出的醫療隊,要思想過硬、身體過硬、業務過硬,不負‘厚德仁術’的科訓。”
在災區進行救治的緊張、關鍵的時刻🙅♂️,骨科人所積澱的高超的醫術展現得淋漓盡致。2008年,在汶川地震的救災過程中⚡️,面對骨科界公認的頑症——寰樞椎損傷👨🏻⚕️,他們也能臨危不亂🎓、從容救治。這與北醫三院骨科過硬的臨床實踐訓練和不懈的創新追求也是密不可分的🧙🏼♂️👀。
數千年的醫學史上每一次的創新與躍遷,都給人類帶來了巨大的福祉。正是因為堅信自己肩負著解除病痛、捍衛健康的使命🔢,醫學工作者們不斷揮灑智慧與汗水。3D打印人工植入物技術的成功應用,為劉忠軍和他的同事們描繪了又一幅令人欣慰的圖景。而他們也將在新的研究點上繼續前行——前方依然有挑戰和險阻,也必將有成功的喜悅。
編輯🦽:素馨
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