【医疗应用】如何在医院内创建一个3D打印实验室

北曼彻斯特综合医院隶属于一家英国国民医疗服务体系信托机构（NHS Trust），该信托机构由位于大曼彻斯特地区的四家医院构成，北曼彻斯特综合医院是其中最大的一家。

英国北曼彻斯特综合医院3D实验室

该医院创建了一个3D打印实验室，在这一实验室的帮助下，医院开始声名鹊起。实验室由三位全职成员运作，与他们协作的还有九位口腔颌面外科顾问。重建科学家奥利弗·伯利先生（Oliver Burley）是实验室的发起者，很快也成了颌面外科实验室的负责人。通过他的商业案例，我们可以非常清晰地了解如何将3D实验室整合进医院之中。下文将讲述奥利弗·伯利先生的项目推进方法，以及项目如何走向成功。

需要进行重建手术的头颈癌患者是实验室的主要服务对象。例如，实验室的第一个案例就涉及到运用DCIA骨移植对癌症患者进行上下颌骨重建。除此之外，实验室的专业团队还为患者提供定制化3D打印手术导板及模型，以供诊断和术前规划使用。不仅如此，实验室团队还可服务于创伤性手术，即先打印出患者的头部模型，然后对3D模型进行切除手术预演，最后对用于固定颅骨的钛板进行预弯。

3D打印如何走到舞台中央？

2013年，伯利先生开始攻读重建科学专业的硕士学位，学制三年。早在那时，他就已经开始使用Materialise公司开发的3D医疗软件。2017年8月，伯利先生获得了硕士学位，此后他便在北曼彻斯特综合医院的一个管理岗位上开始了他与医疗3D技术交织交错的职业生涯。

在此之前，他就已经十分了解3D技术对患者治疗的益处，于是，伯利先生自然而然地想到了要将3D打印设施引入他所在的医院。在新岗位上稳定下来之后，他立马开始着手推进这一项目。医院此时已有在内部实施3D打印的想法，只是苦于缺乏拥有相关知识技术的工作人员。因此，伯利先生的入职恰逢其时。

患者定制手术导板

为何建立内部3D实验室？

伯利先生说，使用3D打印技术的术前规划和治疗方案越来越常见。越来越多的患者都知道医用3D打印技术，有一个患者还专门问过北曼彻斯特综合医院是否有在运用这一技术。越来越多的患者都希望该技术可被用于对他们的治疗之中。

此外，伯利先生强调，一个癌症中心必须要配备一个多学科小组（MDT），该小组必须符合某些标准，其中之一就是要有一个重建顾问。

“可以预见，五年后，如果想在NHS信托机构中建立一个成熟的癌症治疗中心，那么其中一个条件一定是该中心必须拥有3D打印设施。我想，这就是未来的走向。”奥利弗·伯利说。

根据医院需求定制3D实验室

首先需要了解医院科室的具体需求，进而才能决定采购何种类型的3D打印机。需要考虑的因素包括打印材料、打印模型类型、打印耗时及打印机维护等。考虑各种因素后，伯利先生最终选择了一台喷射式3D打印机。

医院3D打印-解剖模型-颅骨

在选择软件的阶段，伯利先生进一步研究了所在科室的具体需求，对比后找出了最能符合这些需求的Materialise软件包。最终他选定了Materialise Mimics Innovation Suite，因为该款软件涵盖了从DICOM数据的分割、设备设计到3D打印准备整个流程的功能。此外，作为一个癌症治疗中心，中心医疗团队还需要进行手术规划、重建及颌骨截骨术，因此他还选择了 ProPlan CMF软件，以最好满足这些任务的需求。

伯利先生说，最初，在说服一些顾问接受3D打印时，他遇到了一些小困难，但最后一切问题都迎刃而解。到现在，连最保守的外科医生也前来咨询，也都扭转了看法。 

项目推进

制定计划时，成本是另一个需要考虑的重大因素，伯利先生如是说。此前，医院每年会花费12万英镑将3D打印项目外包。为在医院内部开展3D打印项目，伯利先生开始制定预算规划，了解打印材料成本、材料消耗量（每克、每种材料及模型下的成本）、打印机维护、软件授权、人力等成本以及预期病案数。据他估计，中心每年处理的癌症病案数约可达到20例，还将处理8-10例创伤相关的病例。

另外，缩短手术时间也是需要考虑的关键因素，手术时间缩短也就意味着患者处于麻醉状态下的时间将得到缩短。此前的骨移植手术中，须为预防尺寸估量不足而留出空间，所以供区移植骨的大小一般都要大于实际所需。但运用3D规划后，供区移植骨的大小可以精确符合需受区，这将有助于减少骨浪费量，改善手术成果。

伯利先生也注意到，项目外包时，沟通有时非常消耗时间成本，而拥有内部实验室将会更有益于医疗团队的合作，帮助医疗人员更便利地使用实验室。

通过综合考虑上述方方面面，伯利先生在内部实验室的帮助下，极大降低了每一个案例的成本。软件授权是实验室的主要成本之一，但授权费在购买年限内维持不变，因此治疗案例越多，成本就越低。综上，从经济方面而言，建立内部3D实验室是明智之选。

资金募集

募资方面，实验室在一位乐意慷慨解囊的患者的资助下，购买了一台3D打印机。之后，伯利先生探索了许多募资途径。他说，“不要只看你能募集到多少资金，还要思考如何拓宽募资渠道。”要眼观大局，寻找一切可能筹集到资金的渠道。他甚至向曼彻斯特足球俱乐部去信募集资金，并提议如果以后该俱乐部球员受伤后可优先享受中心治疗服务。“我们都很期待曼联能够给出积极答复。”他说。

未来计划

伯利先生对于实验室迎来滚雪球式的发展十分有信心。十月中下旬，中心接手第一个病例以来，他们在四周内共处理了四个病例。照此速度发展，中心将很快就能超额完成年度20个病案的预期。

伯利先生说，“我们现在有使用这些软件的资源和能力。”实验室最初的目标是利用3D软件处理头颈部重建病例，但现在软件也被用于处理程度较轻的病例。

伯利先生希望实验室可以规模扩大到其他部门，如骨科、神经科、流变学科并相应扩大实验室承载力。他还在考虑让其他医院也来使用该实验室，以带来更多收益。

医疗3D打印正在成为现代患者治疗中的标准一环，因此，接下来我们是不是应该开始思考如何将这一技术与你的医院相结合呢？