3D打印假肢：希望与质疑

桃宝

来自乌干达的琼3年前因一场车祸失去了自己的左小腿

3D假肢更快更輕便

在乌干达的首都坎帕拉，阵阵喇叭声在繁杂的大街上此起彼伏。兴奋的司机抄着近路行驶，完全忽视基本的安全规则。三年前，琼（Joan Gwokyalya）也是坐在一辆这样的摩托计程车上，跟着司机飞速地穿梭于汽车和巴士之间。

突然，琼从车上被甩落在地。事故彻底改变了她之后的人生。当时一辆巴士猛地撞上这辆摩托车，司机当场死亡。琼幸存下来，但她的左小腿不得不被截肢。“我的伤口感染了破伤风，病毒开始在小腿处扩散。”今年25岁的琼坐在CoRSU康复医院的花园里回忆道。CoRSU是东非领先的整形医院之一。当然，这场事故并未带来任何积极的改变，当地交通状况仍旧如故。

在很多发展中国家，交通事故是造成患者截肢的主要祸端，其次是糖尿病、感染和肿瘤。当然也有些人一出生就缺胳膊少腿，还有些残疾患者是地雷的受害者。据世界卫生组织估计，发展中国家约有3000万居民需要安装义肢或其他整形装置，但绝大多数人都无法承担安装义肢所需的高额费用。此外，还有很多国家在专家队伍、物资配备和义肢中心等方面的建设都颇为落后。

近来，包括CoRSU在内的许多专家都开始把帮助残疾患者的希望寄托于3D打印技术——CoRSU康复医院的一名整形技术员使用手掌大小的设备扫描琼的残肢，扫描结果会实时显示在手提电脑屏幕上。这是CoRSU医院开展的一项医学研究，约有100名乌干达患者参加，琼是参与者之一。此项研究于2009年正式启动，获得了包括德国在内的其他国家的大力支持。过去两年里，这里的整形技术员一直与加拿大非政府组织Nia技术、多伦多大学合作测试由3D打印生产出来的假肢接受腔。

医院需要为不同患者量身定做不同的假肢接受腔。对于传统义肢来说，这是一个复杂耗时的过程，涉及石膏模型的制作。但是通过扫描残肢打印接受腔的3D打印技术大大提高了4名CoRSU整形技术员的工作效率，从而可以帮助到更多的截肢患者。

这门技术原理很简单：当残肢经过扫描后，3D模型就会在电脑屏幕上进行调试，然后再使用特定软件将成型的模型发送到打印机;几个小时后，假肢接受腔就可打印完成，与由红十字会或其他供应商提供的塑料假肢进行组装。

琼说这次她只花了几个小时就装好了新的小腿假肢。这不是她的第一只假肢。她曾经东拼西凑才攒够钱安装第一只假肢，但却十分笨重，戴起来很痛苦。最终，她不得不放弃，转为使用拐杖。现在她的新假肢很轻便，穿起来舒服多了。“我很开心能够重新走路。”事实上，琼的新假肢是乌干达的首个3D打印义肢，不过这对于她个人而言并无意义。

是希望？还是炒作？

3D技术的发展早已从根本上改变了医疗保健的现状。医生能够创造器官和肿块数字模型，也能打印手臂或手指夹板。去年夏天，苏黎世大学的研究员用3D打印技术制造出了有史以来第一个由硅制成的人造心脏，虽然只维持了3000次心跳。未来，由患者的细胞和聚合物制成的“活墨水”也许能帮助打印人类组织和器官。

相比于传统技术，3D打印制造假肢的技术更为简单，此外，该技术还有一些优点。比如，简单地扫描残肢而不是用石膏将其包裹起来，能同时减轻孩子的生理和心理不适感。而且，发展中国家的医生还能轻装到达偏远地区进行实地扫描。他们不用拖着一个石膏模型，只需要带上储存在他们电脑上的数字3D模型，或者直接上传到网上就可以了。理论上来说，3D模型能随时随地进行调试和打印。

“这让我们把康复机会带给了那些难以得到治疗的人们。”法国整形医生杰罗姆·坎尼凯夫说。他是国际残障组织的顾问。国际残障组织专门帮助世界上的残疾人群，并自2016年开始在3个国家同时展开一项试验研究，共有19名残疾患者参与其中。作为项目领导，坎尼凯夫远程监控在叙利亚的假肢安装过程。“这项技术在人道主义危机中尤其适用。”他还认为，除了增加整形技术人员和生产场地之外，这是解决地区医疗建设不足的方案之一。

保加利亚的ProsFit公司是国际残障组织的假肢制作委托方，该公司在英国用高端工业设备打印价值几十万欧元的下肢接受腔。据坎尼凯夫说，该公司打印的假肢接受腔的质量远胜于那些用传统方法所制作的，且患者的使用体验更舒适。

但使用廉价3D打印生产出来的假肢接受腔则不太符合标准。坎尼凯夫指出，这种接受腔安装不稳，且容易破碎，使用寿命有限。琼就遇到了同样的问题。她的假肢穿了三周后就坏掉了，幸运的是她并没有因此受伤。3D打印的假肢接受腔对于残肢患者并不是绝对安全，还存在风险，因为接受腔一旦崩坏，患者就容易摔倒受伤。的确，3D打印接受腔的最大问题就是缺乏一定的稳定性。

整形医生乌利·迈尔对于社会上大肆宣传的3D打印假肢技术表示大为质疑。他在全球最大的医疗技术企业之一奥托博克工作。“这项技术潜力很大”，但是面对很多没有整形领域背景的医生提出的“假肢能在几个小时里就打印出来”的言论，他表示困惑且反对。

“将假肢打印出来并不代表它就能用来走路。即便可用来行走，也不意味着能使用半年。”迈尔说，廉价3D打印机使用的材料不同，所打印出来的假肢自然不具耐用性。

迈尔是一个研究小腿假肢打印的七人小组的成员。该小组生产出来的初期产品通过了一些测试，但是还未准备上市。“我们还不能打印出满足患者需求的假肢。”迈尔说道。

琼正在穿戴她的3D打印假肢

成本低廉的机械手

并非所有假肢创新都集中在高端医疗产品。有些技术人员不断尝试新的发明，希望能以较低廉的价格实现产品打印。德国亚琛应用技术大学的医疗工程专业学生卡里姆·阿巴斯就是其中一员。在本科论文里，阿巴斯为一名患者发明了机械手。他的原型是一个简单的夹具，目的是为了让成本不超过150欧元。

“视觉效果往往是佩戴患者的关注所在。”阿巴斯说。还有一组学生正在研究制作出有五根手指的假肢，希望能将其出售给摩洛哥的一家医疗用品商店。该团队还开发了一种实用价值不高但外表美观的假手。

世界上有许多人在做着微小且低成本的事，像阿巴斯的这项发明一样，并没有与科学研究联系在一起，其中最著名的就是e-NABLE社区。五年前，美国艺术家伊凡·欧文用3D打印机为一个南非男孩制作了一只假手。这纯粹是一只机械手，但不贵，看起来就像科幻小说里的幻想。

这就是“开创未来”行动的开端。“开创未来”是一个由全球成千上万人组成的松散网络，他们使用3D打印机生产廉价的假手。通过一个网站，把有技术设备的志愿者和需要的人连在一起。对于那些经常需要新假肢的孩子而言，长大后就能选择自己喜欢的设计，且花费低廉。

“由e-NABLE社区生产的假手对于残肢孩子来说是一件幸事，”奥托博克的技术员迈尔说，“但是在功能和稳定性上就有点限制了。”他介绍道，由于这些假手是纯机械的，由塑料制成的，不能和用于恢复附属功能的医疗产品相比较。“假肢不全都是一样的。”迈尔说，3D打印能够将想要帮忙的人和需要的人连在一起，这是很有意义的，因为他们一起努力寻找解决方案。

在乌干达，该社区的目标就是生产出足够坚硬和耐用的下身假肢。那里的技术人员配备有价值2500美元的打印机和一个专门为这个项目开发的软件。最终解决方案必须是可行、可靠且价格合理的。然而要达到这三点要求还有很长的路要走。有时候，这里的电源一中断，打印机就会停止运作。再者，因為生产的假肢依然不够坚硬，研究参与者最多只能穿四个星期，不过之后他们能免费得到一只常规假肢。

琼现在已经能够用新的假肢行走短距离的路程。她重新开始了自己拿水罐，弯腰洗衣服的生活。“我现在可以用手抱着我的儿子了。”她微笑说道。在新的单间公寓里，她8个月大的儿子坐在她的大腿上。这个公寓离主干道只有几步之远。每日，摩托计程车依旧在马路上快速驰骋而过。琼对于这些车辆唯恐避之不及，但必要之时还是免不了会乘坐。在新假肢的支撑下，她在新生活中找到了自己的方向。

新的假肢可以让琼提着水罐进行短距离的行走