钟世镇院士：数字医学研究奠定广东医学3D打印发展基础

文/潘慧

医学3D打印作为一种新的制造技术，是数字医学中的重要组成部分。目前3D打印技术在术前规划、精准定位、辅助矫形、骨科置入等领域均有广泛运用，涉及骨科、牙科、颌面外科、肿瘤科、肝胆外科、心脑血管外科、康复外科等各医学学科，对提高医学教学实践、改变传统医学教学模式、实现数字化精准医疗教学均具有重要的作用。

数字医学为医学3D打印铺路

广东省在医学3D打印技术应用方面处于国内领先的地位，也是国内数字医学的发源地。在中国工程院院士、南方医科大学教授钟世镇倡导下，2001年举行的第174次香山科学会议首次研讨了中国数字化虚拟人体的科技问题，揭开了中国数字人与数字医学研究的序幕；2002年开启了数字化虚拟人系列研究，使中国成为继美国、韩国后第三个拥有本国虚拟人数据库的国家,并成立了国际数字医学学会；在2003年召开的第208次香山科学会议上，研讨了中国数字化虚拟人体研究的发展与应用问题。

之后，从无到有、从模仿到创新、从继承到发展、从理论探讨到开发应用，数字医学的基础和应用研究在我国得到迅速发展，并取得了令人瞩目的成绩。在此背景下，钟世镇院士基于数字医学提出了数字骨科的理念，成立了广东省数字医学协会，这为广东3D打印在医学上的应用奠定了基础。

近年来，钟世镇院士及其团队在前期数字医学研究的积累下，将研究重点放在计算机与数字医学的前沿交叉学科——医学3D打印。钟世镇院士认为，随着数字医学的发展，在一些复杂的手术开展前，医生可将患者个体数据输入电脑，然后通过3D打印技术制作模型，大幅度提高手术精准度。

团队开展的骨骼3D打印已进入动物试验阶段

早在2015年，钟世镇院士团队骨骼3D打印就进入动物试验阶段。3D打印目前在医学界最主要的应用，依然停留在先模拟复杂情况，让医生提前练手的阶段；再进一步，就是在3D打印的同时打好手术导轨，手术医生在操作时完全按导轨设定的区域进行手术、固定即可。但这毕竟没有实质性植入，只是具有参考意义。

在此基础上，钟世镇院士团队开始考虑人体和动物骨骼的3D打印。他想做的是，用同种异体的骨粉作为打印材料，由于这种骨粉来自人类或同种动物，理论上会比单纯用金属材质打印的骨骼更易与人体相融。

他们进行了山羊和兔子的骨骼3D打印，分别用山羊和兔子的骨粉再加生物胶，打印出的骨骼进行移植后将研究其与真正骨骼之间的差距。如果是打印人类骨骼，则同样会取人类的骨粉作为打印材料，生物胶则起粘合作用，因为骨粉毕竟是失去骨细胞活性的无生命物质，骨粉与骨粉之间的聚合要依赖生物胶来完成。

3D打印采用的是逐层扫描打印，一层纤细的骨粉再加上一层生物胶，最终需要多少层，取决于打印对象的长度、高度和厚度，骨粉的直径一般在0 .1毫米级。钟世镇院士团队于上世纪90年代就开始做这方面的测试，一方面是为了掌握最基础的数据，另一方面也能逆向倒推相应的保护机制。

院士专家工作站助力医院临床应用3D打印技术

如今，转化医学、精准医学已成为国际前沿医学科学研究的新方向、新热点，并在多学科取得了巨大的成功。钟世镇院士专家团队在转化医学、精准医学领域已取得了令人瞩目的成就，如手术方式的革新、医用生物材料及器械研发、生物力学在骨科治疗的应用，在数字医学、医学3D打印技术引领下的各项临床治疗应用等。钟世镇院士团队的科研成就已大量应用于临床，尤其是在创伤救治领域，为我国创伤救治领域临床治疗水平的提升，作出了大量的贡献。

2019年4月24日，钟世镇院士专家工作站落户广东佛山市顺德乐从镇。广州医科大学附属顺德医院与钟世镇院士团队紧密合作，共同致力于打造佛山市数字医学与3D打印临床医学研究基地。双方以医学创新及临床医学实用需求为向导，以项目为纽带，合作攻克和转化临床相关医学核心关键技术，通过基础和临床医学的紧密结合，提升医院的科研能力，进一步推动微创外科精准医学的发展，为医院打造区域数字化转化中心提供助力，同时为本地患者带来更高质量的医疗服务。

目前，钟世镇院士专家工作站正和广州医科大学附属顺德医院手足整形外科合作开展将3D打印技术应用到足踝损伤修复和畸形矫正手术中的研究，通过和手足外科的合作，可以为患者进行更精细化、个性化的手术治疗，把损伤的肢体修复得几乎和原来一样。下一步将利用3D打印、数字医学、生物力学等领域的技术，优化足踝固定器械钢板，希望可以成功研制出具有自主知识产权的新型医疗器械，增强治疗效果。

早在2015年12月，钟世镇院士专家工作站就落户厦门市第五医院。厦门市第五医院借助钟世镇院士专家及其团队在医用新型材料和器械的研发、数字医学、临床应用解剖学、组织工程学、生物力学、3D打印技术等方面取得的丰富经验及大量成果，提高医疗技术和科研水平，尤其是创伤救治水平，最终提升创新能力，通过基础医学与临床医学的密切协作，规范精确诊疗过程，推动精准医学的发展，降低医疗费用，造福当地广大病患。在钟世镇院士专家工作站指导下，厦门市第五医院临床已广泛开展应用医学3D打印等新技术。