劉忠軍用3D打印撐起“中國脊梁”
全國人大代表，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科主任、脊柱外科研究所所長。AO國際脊柱外科學(xué)會中國理事會主席、中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會脊柱脊髓專業(yè)委員會主任委員、中國醫(yī)師學(xué)會骨科醫(yī)師分會副會長、中華醫(yī)學(xué)會骨科分會委員。
作為北京大學(xué)第三醫(yī)院的骨科主任，今年是劉忠軍從醫(yī)的第35年。35年的踏實和勤奮，不僅使他成為了脊柱腫瘤治療領(lǐng)域的國際知名專家，還是我國骨科3D打印植入物臨床研發(fā)與應(yīng)用方面的開拓者。他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊，應(yīng)用3D打印技術(shù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中成就了多項“世界第一”，其中全球首發(fā)的金屬3D打印人工椎體，更是讓國外同行，頻頻贊奇。
我回國時，飛機(jī)上連一半乘客都不到
我出生在一個毫無醫(yī)學(xué)背景的家庭，在北京西直門內(nèi)就近讀完小學(xué)、中學(xué)，1977年畢業(yè)時，趕上恢復(fù)高考，因為上學(xué)的時候性格很安靜，喜歡數(shù)學(xué)，動手能力強，老師就推薦我報考了北京醫(yī)學(xué)院，就是現(xiàn)在的北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部,畢業(yè)分配到北醫(yī)三院。
當(dāng)時北醫(yī)三院的骨科已小有名氣，在全國最先用手術(shù)的方式，治療頸椎病，我雖心儀這個科室，但新建成的神經(jīng)外科，更需要年輕的大學(xué)生，按照醫(yī)院慣例，我在住院醫(yī)生階段，把胸外科、骨科、泌尿科、麻醉科等輪轉(zhuǎn)一遍，結(jié)果骨科又把我要了回去，最終真的成了骨科醫(yī)生。
1988年，赴美學(xué)習(xí)，第二年9月回國時，正趕上國內(nèi)出國成風(fēng)，很多人出去之后就不想再回來了。當(dāng)年，美國也恰巧出了一個特殊政策，凡在那段時間申請綠卡的，沒有限制，申請一個給一個。
當(dāng)時在美國的同學(xué)，都勸我留下來，但我特別想繼續(xù)做骨科醫(yī)生，而這在美國難上加難。我學(xué)的是醫(yī)，如果離開這個職業(yè)，實在是個大浪費。再說，當(dāng)時的美國，好醫(yī)生已經(jīng)很多了，并不缺我這一個，但中國不是，那年9月，我按時回國的時候，飛機(jī)上連一半人都不到。
現(xiàn)在回想起來，我仍覺得當(dāng)年的選擇是對的。那一屆，我的同學(xué)出去了一半，現(xiàn)在留在國內(nèi)的，反倒一直在從事醫(yī)學(xué)專業(yè)方面的事業(yè)，出去的大多改了行，本來出去是雄心勃勃的要成就事業(yè)，最后卻只能為生存而戰(zhàn)了。
后來，我經(jīng)常在美國、英國、加拿大學(xué)習(xí)研修，當(dāng)年國內(nèi)的設(shè)備、技術(shù)、學(xué)術(shù)水平很低，就是因為看到這個差距，才有動力。
孩子頸椎上，長了個惡性腫瘤
2014年5月，來了個病人，是個1米8的學(xué)生，他和同學(xué)在踢足球的時候，做了一個頭部頂球的動作，當(dāng)時沒有什么不適，到了第二天早晨，脖子開始疼，家人以為睡落枕了，也沒在意，結(jié)果，一個多月過去了，“落枕”還沒好，甚至全身開始麻木了，這才在山東老家的醫(yī)院做檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是樞椎骨折。
樞椎骨折，是指發(fā)生于第2頸椎椎弓峽部的骨折。人的頸椎由7節(jié)組成，其中兩節(jié)上頸椎不僅形態(tài)特殊，而且承擔(dān)著頸椎活動范圍的50%。上頸椎對應(yīng)的頸脊髓里，有心跳和呼吸中樞，我們也稱它為“生命中樞”，一旦受到損傷，人的呼吸和心跳馬上出問題，人會立即死亡。
現(xiàn)在，這種骨折主要見于外傷，比如高速公路上的交通事故，急剎車時的頸部過伸，或者高臺跳水的意外，都可以引起高位的脊髓損傷，甚至波及生命中樞而迅速死亡。
這個孩子傷的部位很特殊，病情嚴(yán)重，在我們這做了影像學(xué)檢查，高度懷疑樞椎部位的腫瘤，再做穿刺活檢，確診為“尤文氏肉瘤”，這是一種惡性程度很高的腫瘤，而且轉(zhuǎn)移得很快，手術(shù)切除是治療的關(guān)鍵。
但他腫瘤的位置很危險，鄰近脊髓、神經(jīng)、重要血管，手術(shù)難度很大。過去國際通用的辦法是，在一段鈦合金網(wǎng)籠中，填充一些骨質(zhì)，代替原來椎體，但術(shù)后與鈦合金網(wǎng)籠相鄰的椎體，容易出現(xiàn)塌陷，椎間高度難以維持，給患者帶來極大痛苦。
我們決定對他的樞椎，進(jìn)行前路和后路兩次手術(shù)，先慢慢剝離樞椎周圍的神經(jīng)、頸動脈等重要結(jié)構(gòu)，最終到達(dá)癌變部位，將被惡性腫瘤侵蝕的樞椎，全部清除干凈，再將通過3D打印技術(shù)制造的人工椎體，放在了第一和第三椎體之間，并用鈦合金螺釘將其固定，手術(shù)就這樣順利完成了。
之所以敢這樣嘗試，因為之前，我們在3D打印脊柱植入物方面研究探索已經(jīng)4年了，已經(jīng)有相關(guān)文章在世界頂級的脊柱外科學(xué)雜志發(fā)表過，這個手術(shù)，應(yīng)該是世界首例應(yīng)用3D打印的人工定制樞椎，作為脊椎外科內(nèi)植物，進(jìn)行脊椎腫瘤治療以后的穩(wěn)定性重建的，手術(shù)1個多月后，這個孩子是自己走出北醫(yī)三院大門的。
3D打印技術(shù)讓我們成了“世界第一”
3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用，一直是我魂牽夢繞的事兒。3D打印的理念，形成于19世紀(jì),相關(guān)技術(shù)在20世紀(jì)逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實，到了21世紀(jì)，才真正意義上獲得應(yīng)用和推廣。在整個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里，由于骨科的專業(yè)特點，與3D技術(shù)特點吻合度較高，3D打印在骨科專業(yè)范圍內(nèi)的應(yīng)用較早，也被推動得較快。
脊柱的腫瘤手術(shù)，首先要把腫瘤切掉。人類的脊椎骨骼形狀非常不規(guī)則，傳統(tǒng)的制造手段植入后只能做到部分貼合，牢固性也大打折扣。植入之后可能出現(xiàn)的松動，在脊柱和神經(jīng)密切相關(guān)的部位，一點松動就能給病人帶來極大的痛苦，所以即便手術(shù)完成了，但在日后的康復(fù)中會遇到很多問題。
說到3D打印技術(shù)，大家都想到的是塑料做材料，而在醫(yī)學(xué)上，尤其是骨科內(nèi)植物領(lǐng)域，3D打印技術(shù)使用的材料，是與人體高度相容的鈦合金，這樣就可以用3D技術(shù)，打印出與病人解剖結(jié)構(gòu)高度一致的鈦合金植入物了。
還有一個好處是，人類的骨骼是有孔隙的，這些孔隙為骨細(xì)胞的生長提供了空間，3D打印的人工植入物，完全可做成與骨組織相似的孔隙，這就為骨細(xì)胞的生長提供了可能，促進(jìn)真骨與人工植入物的融合，在牢固性上有極大的優(yōu)勢。
2010年到2013年，我們進(jìn)行了十幾項用于脊柱外科的3D打印植入物研究，在羊身上進(jìn)行的動物實驗，結(jié)果令人滿意。2012年的時候，人工髖臼、頸椎椎間融合器和頸椎人工椎體，這三項就正式進(jìn)入了臨床觀察。2012年12月，一位54歲的女性頸椎病患者，成為了世界上第一個在北醫(yī)三院接受3D打印頸椎植入物的受試者。
她當(dāng)時的手術(shù)，需要連續(xù)切掉1節(jié)上頸椎和3節(jié)下頸椎，在沒有3D技術(shù)的過去，這種大跨度的頸椎切除后重建手術(shù)世界罕見，可施行手術(shù)的醫(yī)院、醫(yī)生，世界上也寥寥無幾，借助3D技術(shù)，我們成了世界第一。
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