用3D打印撑起中国脊梁.doc

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?用3D打印撑起中国脊梁  从世界首例3D打印的人工定制枢椎,到世界首例3D打印人工椎体,刘忠军带领团队在骨科领域,攻克了一个又一个世界难题。2020年09月27日,在第六届“首都十大健康卫士”推选活动颁奖典礼上,评委会对他的颁奖词是:他从小就梦想当一名临床医生,如今他超越梦想,成为了最好的骨科医生之一。他勤思考,善探索,才有了骨科与3D打印技术必然的相遇,为脊柱肿瘤患者带来了希望。   30多年来,将3D打印技术与骨科完美结合的刘忠军,到底有着怎样的从医经历和深刻感悟?接下来,让我们来听听骨科大咖刘忠军的心路历程。   我回国时,飞机上连一半乘客都不到   我出生在一个毫无医学背景的家庭,在北京西直门就近读完小学、中学。1977年毕业那年,赶上恢复高考。因为上学时性格很安静,喜欢数学,动手能力强,老师就推荐我报考了北京医学院,就是现在的北京大学医学部。毕业后,我分配到北京大学第三医院。   当时北医三院的骨科已经小有名气,是中国率先用手术方式治疗颈椎病的科室之一。我虽心仪这个科室,但新建成的神经外科更需要年轻的大学生。按照医院惯例,我在住院医生阶段,把胸外科、骨科、泌尿科、麻醉科等?转一遍。结果,骨科又把我要了回去。就这样,我成为了一名骨科医生。   1988那年,我赴美学习。第二年9月回国时,正赶上国内出国成风,很多人出去之后就不想再回来了。当年,美国也恰巧出了一个特殊政策:凡在那段时间申请绿卡的,没有限制,申请一个给一个。   当时在美国的同学,都劝我留下来。但是,我特别想继续做骨科医生,而这在美国难上加难。我学的是医,如果离开这个职业,实在是个大浪费。再说,当时的美国,好医生已经很多了,并不缺我这一个,但中国不是。那年9月,我按时回国的时候,飞机上连一半人都不到。   现在回想起来,我仍觉得当年的选择是对的。那一届,我的同学出去了一半。现在留在国内的,一直在从事医学专业方面的事业,而出去的大多改了行。本来出去是雄心勃勃地要成就事业,最后却只能为生存而战了。   后来,我经常在美国、英国、加拿大学习研修。当年国内的设备、技术、学术水平很低,而就是因为看到这些差距,我更有了奋斗的动力。   那个孩子的颈椎上,长了个恶性肿瘤   2014年5月,科室里来了个病人,是个身高1米8的学生。他在和同学踢足球时,做了一个头部顶球的动作。当时并没有什么不适,到了第二天早晨,他脖子突然开始出现疼痛。家人以为是睡觉落枕了,也没在意。结果,一个多月过去了,“落枕”还没好,甚至全身都开始麻木了。他这才去山东老家的医院做检查,结果发现是枢椎骨折。   枢椎骨折,是指发生于第2颈椎椎弓峡部的骨折。人的颈椎由7节组成,其中两节上颈椎不仅形态特殊,而且承担着颈椎活动范围的50%。上颈椎对应的颈脊髓里,有心跳和呼吸中枢,我们也称它为生命中枢,一旦受到损伤,人的呼吸和心跳马上出问题,人会立即死亡。因为这种骨折以前最多见于被施绞刑的人,他们就是因此毙命的,所以又称绞刑架骨折。现在,这种骨折主要见于外伤,比如高速公路上的交通事故,急刹车时的颈部过伸,或者高台跳水的意外,都可以引起高位的脊髓损伤,甚至波及生命中枢而迅速死亡。   这个孩子伤的部位很特殊,病情严重。我们为他做了影像学检查,高度怀疑枢椎部位有肿瘤。经过穿刺活检,确诊为尤文氏肉瘤。这是一种恶性程度很高的肿瘤,而且转移得很快,手术切除是治疗的关键。   但是,他肿瘤的位置很危险,邻近脊髓、神经、重要血管,手术难度很大。过去国际通用的办法是,将一段钛合金网笼中,填充一些骨质,代替原来的椎体。但术后与钛合金网笼相邻的椎体,容易出现塌陷,椎间高度难以维持,会给患者带来极大痛苦。   于是,我们决定对他的枢椎,进行前路和后路两次手术。先慢慢剥离枢椎周围的神经、颈动脉等重要结构,最终到达癌变部位,将被恶性肿瘤侵蚀的枢椎全部清除干净,再将通过3D打印技术制造的人工椎体,放在第一和第三椎体之间,并用钛合金螺钉将其固定。   手术就这样顺利完成了。   之所以敢做这样的尝试,是因为在之前,我们在3D打印脊柱植入物方面的研究探索已经4年了。并且,也已经在世界顶级的脊柱外科学杂志发表过相关文章。这个手术,应该是世界首例应用3D打印的人工定制枢椎,作为脊椎外科内植物,进行脊椎肿瘤治疗以后的稳定性重建的例子。令我们自豪的是,手术一个多月后,这个孩子自己走出了北医三院的大门。   3D打印技术使我们成了世界第一   3D打印技术在骨科的应用,一直是我魂牵梦绕的事。   3D打印的理念形成于19世纪,相关技术在20世纪逐渐变为现实。到了21世纪,才获得了真正意义上的应用和推广。在整个医学领域里,骨科由于它的专业特点,与3D技术吻合度较高。因此,3D打印在骨科专业范围内的应用较早,推动得也较快。   脊柱上长了肿瘤,首先要把肿瘤切掉。人类的脊椎骨骼形状非常不规则,传统的制造手段植入后只能做到部分贴合,牢固性也大打折扣。植入之后可能出现松动,在脊柱和神经密切相关的部位,一点松动就能给病人带来极大的痛苦。所以,即便手术完成了,患者在日后的康复中也还会遇到很多问题。   说到3D打印技术,大家都想到的是以塑料做材料。而在医学上,尤其是骨科内植物领域,3D打印技术使用的材料,是与人体高度相容的钛合金。这样就可以用3D技术,打印出与病人解剖结构高度一致的钛合金植入物了。   还有一个好处是,人类的骨骼是有孔隙的,这些孔隙为骨细胞的生长提供了空间。3D打印的人工植入物,完全可做成与骨组织相似的孔隙,这就为骨细胞的生长提供了可能,促进真骨与人工植入物融合,在牢固性上有极大的优势。   从2010年到2013年,我们进行了十几项用于脊柱外科的3D打印植入物研究,在羊身上进行的动物实验结果令人满意。2012年的时候,人工髋臼、颈椎椎间融合器和颈椎人工椎体,这三项就正式进入了临床观察。
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