2018年2月7日華鈦三維與南方醫(yī)院脊柱骨外科聯(lián)合澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院吳鑫華院士領(lǐng)導(dǎo)的莫納什大學(xué)增材制造研究中心合作的3D打印個性化人工椎體/椎間盤一體化植入手術(shù)成功實施。

南方醫(yī)院脊椎及骨病外科鄭明輝副主任醫(yī)師在嶺南名醫(yī)陳建庭主任和朱青安教授指導(dǎo)下，與華鈦三維工程師陸國贊合作構(gòu)思設(shè)計，澳大利亞莫納什大學(xué)增材制造研究中心主任吳鑫華院士團隊進行了一個多月的個性化鈦合金3D打印工藝研究,成功打印出符合病人要求的人工椎體/腰間盤一體化植入物。這次手術(shù)的成功,標(biāo)志著中國的3D打印植入物技術(shù)在骨科醫(yī)療領(lǐng)域達(dá)到世界先進水平。

澳大利亞莫納什大學(xué)增材制造研究中心主任吳鑫華院士

-- 實現(xiàn)國產(chǎn)化

據(jù)了解，病人因脊椎腫瘤而坐睡不安，非常痛苦。而脊椎前有血管，后有神經(jīng)，手術(shù)面臨著很大的風(fēng)險。但是作為本次手術(shù)主刀醫(yī)生的鄭明輝表示，這次人工椎體/腰間盤一體化的設(shè)計綜合了南方醫(yī)院脊椎及骨病外科多年的脊柱腫瘤手術(shù)的豐富經(jīng)驗，結(jié)合了病人的特殊情況，并由世界******的金屬3D打印專家吳鑫華院士團隊進行增材制造，對手術(shù)成功充滿信心。

增材制造的椎體/腰間盤一體化植入物

為了更好的完成手術(shù)，陳建庭主任、鄭明輝副主任醫(yī)師等骨科專家與華鈦三維的3D打印團隊從2017年10月份開始籌備該手術(shù)?？紤]到每一個病人的脊椎形狀都存在差異，骨科專家認(rèn)為用一個現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)植入物不大可能匹配病人的生理參數(shù)。醫(yī)生和工程師們根據(jù)病人脊柱的CT掃描數(shù)據(jù)，為病人的脊柱建立了精準(zhǔn)的3D圖像。根據(jù)這個圖像，治療團隊就能夠設(shè)計并定制出屬于病人的個性化植入物。為了使個性化定制的人工椎體與病人椎體之間更好的融合，手術(shù)實施前治療團隊先后設(shè)計了100多個方案，制作了數(shù)十個植入物的術(shù)前模型進行研討。事實證明，手術(shù)***終使用的植入物是***適合手術(shù)和病人身體情況的。

鄭明輝醫(yī)生表示，該3D打印人工椎體特殊之處在于其海綿狀的微孔結(jié)構(gòu)結(jié)合拓?fù)淇蚣芙Y(jié)構(gòu)。這種內(nèi)嵌拓?fù)淇蚣芙饘俟切×?，既有利于相鄰正常脊椎的骨?xì)胞長入其中，***終實現(xiàn)骨融合，又保證了椎體的整體力學(xué)性能。

利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)出來的人工椎體是完全按照患者的解剖結(jié)構(gòu)完成脊椎結(jié)構(gòu)重建及固定的， 裝上一枚精準(zhǔn)的、個性化的人工脊椎，患者康復(fù)后完全可以正常地生活和工作。過去這種手術(shù)常常是使用鈦網(wǎng)內(nèi)填入自體或異體碎骨作為椎體間支撐材料，但鈦網(wǎng)一旦移位壓迫脊髓，患者就會有癱瘓的風(fēng)險。這次手術(shù)中的脊椎植入物內(nèi)部具有經(jīng)過力學(xué)優(yōu)化設(shè)計的晶格結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)鈦網(wǎng)具有更強的承重力，金屬3D打印可以直接制造出這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

***終在經(jīng)歷近八個小時后，病人的家屬終于等到了好消息：人工椎體/椎間盤一體化金屬植入物成功植入，手術(shù)順利。由于病人術(shù)中出血量小，生命體征平穩(wěn)，他不用進入ICU觀察，直接回到了普通病房。 現(xiàn)在我們都很高興，成功做出了世界首例人工椎體/椎間盤一體化金屬植入物，病人今后可以與常人一樣工作和生活。鄭明輝醫(yī)生說。

華鈦三維骨科研究院研制的3D打印人工椎體將給更多處于病痛中的患者帶來福音。同時，產(chǎn)品國產(chǎn)化后還將打破國外產(chǎn)品對高端市場的壟斷，降低患者的醫(yī)療支出，并對推動整個3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

-- 華鈦三維

廣州華鈦三維材料制造有限公司是廣州市增城區(qū)根據(jù)身發(fā)展的人才戰(zhàn)略和經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略而引進的******個院士創(chuàng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目,坐落于由國務(wù)院僑辦和廣州市增城開發(fā)區(qū)共建的華僑華人創(chuàng)業(yè)基地-僑夢苑夢工廠。它是由中國MBA十大精英人物、廣東省十大杰出職業(yè)經(jīng)理人 、倫敦帝國理工MBA朱獻(xiàn)文攜手世界******金屬材料及3D打印科學(xué)家、澳大利亞國家輕金屬研究中心主任、澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院吳鑫華院士聯(lián)合創(chuàng)辦，得到了廣州市增城區(qū)政府基金-南粵基金天使投資, 聯(lián)合國際水平的骨科專家組成的3D打印應(yīng)用機構(gòu)。華鈦三維與******骨科專家共建了廣州華鈦三維骨科研究院，重點研發(fā)相關(guān)骨科手術(shù)工具和植入物(人工關(guān)節(jié)、創(chuàng)傷、腫瘤鈦合金植入物)，形成了科工醫(yī)結(jié)合的產(chǎn)品研發(fā)平臺。

華鈦三維還與中南大學(xué)粉末冶金研究院聯(lián)合研發(fā)3D打印碳纖維人工骨骼的同時，開發(fā)了醫(yī)療個性化定制云端應(yīng)用系統(tǒng)。整套系統(tǒng)將作為廣大醫(yī)生創(chuàng)立應(yīng)用3D打印技術(shù)的醫(yī)工交流平臺，配合廣東省醫(yī)師協(xié)會骨科技術(shù)培訓(xùn)工作委員會聯(lián)手推廣3D打印技術(shù)在醫(yī)療的應(yīng)用，以造福大眾。

華鈦三維，打印健康，華鈦三維將用世界***先進制造(3D打印)方法研發(fā)生產(chǎn)國際水平的金屬植入物，從而達(dá)到進口替代目的。華鈦三維集******科、工、醫(yī)專家于一體，共同為人類健康事業(yè)做貢獻(xiàn)。

–—- 3D科學(xué)谷Review

澳大利亞莫納什大學(xué)在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面取得了顯著的成果。

莫納什大學(xué)曾為法國賽峰集團3D打印了兩臺用于概念驗證的噴氣式發(fā)動機，目前這項科研成果已正式進行商業(yè)化生產(chǎn)。3D打印噴氣式發(fā)動機是在法國賽峰集團一臺輔助動力的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機基礎(chǔ)上設(shè)計的，通過對原有發(fā)動機部件進行掃描和建模，莫納什大學(xué)完成了對發(fā)動機的重新設(shè)計和金屬3D打印。

莫納什大學(xué)還通過增材制造技術(shù)所帶來的設(shè)計自由度，實現(xiàn)火箭發(fā)動Aerospike 所需的技術(shù)突破。 Aerospike排氣歧管的設(shè)計與傳統(tǒng)的鐘形火箭基本上是相反的。當(dāng)前航天飛機上普遍采用的傳統(tǒng)鐘形火箭的推力是逐漸減少的，當(dāng)點火發(fā)射的時候效率***高，隨后當(dāng)火箭向上攀升的時候，推力開始減弱。而Aerospike結(jié)構(gòu)設(shè)計理念可以保持火箭在離開地面后的推力。

Aerospike結(jié)構(gòu)通過傳統(tǒng)制造技術(shù)很難構(gòu)建，通過3D打印技術(shù)，可以創(chuàng)造復(fù)雜的幾何形狀，包括機加工容易形成干涉的部位通過3D打印技術(shù)可以得到有效的解決。莫納什大學(xué)的團隊從一開始就圍繞增材制造設(shè)計理念設(shè)計了他們的航空航天發(fā)動機。并使用Hastelloy X（一種高強度鎳基高溫合金）材料在EOS M280上進行加工。加工時關(guān)于構(gòu)建腔體尺寸約束、零件尺寸、材料性能以及零件設(shè)計的角度、厚度和布局等關(guān)鍵參數(shù)均已考慮在內(nèi)，這些參數(shù)的設(shè)置是結(jié)合了該團隊在使用選區(qū)激光熔融3D打印技術(shù)加工高溫合金方面多年的經(jīng)驗。

2017年12月，澳大利亞莫納什大學(xué)增材制造研究中心主任吳鑫華院士、澳大利亞科學(xué)院、工程院院士、中國工程院外籍院士余艾冰，美國科學(xué)院院士Rodney R. Boyer，美國工程院院士 James C. Williams 接受上海理工大學(xué)的聘任，分別擔(dān)任上海理工大學(xué)的增材制造國際實驗室主任和方向帶頭人。吳鑫華院士等專家在增材制造領(lǐng)域的學(xué)術(shù)造詣和國際影響力將極大的促進增材制造技術(shù)在中國的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。