現(xiàn)在醫(yī)學正在從通用型醫(yī)療逐步轉向個性化醫(yī)療，個性化醫(yī)療為解決常規(guī)治療對有些病人無效的問題提供了有效的治療手段。個性化醫(yī)療精確到個體，又被稱為精準醫(yī)療。定制醫(yī)療模式正是精準醫(yī)療的體現(xiàn)，不僅能根據(jù)病人的實際情況進行量體裁衣、量體裁藥、量體裁械，從而讓治療效果更好、副作用更小。
定制式醫(yī)療器械，是指為滿足指定患者的罕見特殊病損情況，在我國已上市產(chǎn)品難以滿足臨床需求情況下，由醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)基于醫(yī)療機構特殊臨床需求而設計和生產(chǎn)，用于指定患者的、預期能提高診療效果的個性化醫(yī)療器械。定制醫(yī)療器械的產(chǎn)生與臨床實際需求直接相關。比如，有些病變部位切除后，創(chuàng)面呈特殊形狀、特殊大小，按標準規(guī)格生產(chǎn)的醫(yī)療器械不能與之匹配。沒有定制式醫(yī)療器械，臨床上一些特殊治療需求無法得到滿足。
而在醫(yī)療器械中，3D打印的方式最能滿足醫(yī)療器械定制的需要。通過計算機輔助設計跟計算機輔助加工，能夠實現(xiàn)定制醫(yī)療機械快速成型，滿足患者的需要，而且不會增加成本。
據(jù)了解，此前由于國內(nèi)并無相關法規(guī)，臨床所需定制式醫(yī)療器械多由醫(yī)療機構以臨床研究名義，得到倫理委員會批準后，與有條件的醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)合作開發(fā)。2019年7月出臺的《定制式醫(yī)療器械監(jiān)督管理規(guī)定（試行）》我國首次對定制式醫(yī)療器械進行政策監(jiān)管，也是世界首個針對定制醫(yī)療器械的管理規(guī)定，也為我國3D打印在醫(yī)療上應用提供了蓬勃發(fā)展的基礎。
鉭金屬是目前醫(yī)學界公認生物相容性最好的硬組織。它的高疏松多孔結構，使其力學性能更接近自體骨，而且純鉭在目前所有醫(yī)用金屬材料中抗菌性能最優(yōu)，更適合作為植入人體內(nèi)的金屬材料。不過，由于鉭金屬熔點在2996攝氏度，如何把鉭金屬實施3D打印，一直是業(yè)界的難點。
2016年，陸軍軍醫(yī)大學附屬一院創(chuàng)傷關節(jié)外科牽頭承擔了2016年度國家重點研發(fā)計劃專項“個性化多孔鉭植入假體粉床電子束增材制造關鍵技術和臨床應用”。團隊攻克了個性化多孔鉭設計、鉭粉制備、3D打印設備及工藝等具有一系列具有自主知識產(chǎn)權的關鍵技術。2017年完成全球首例個性化3D打印多孔鉭假體植入人工全膝關節(jié)置換翻修術，目前已完成27例3D打印多孔鉭臨床試驗研究，目前沒有一例出現(xiàn)任何副作用。
“目前我們在用金屬鉭3D打印骨缺損墊塊上已經(jīng)走在全球前列。”主任楊柳教授介紹，我國骨關節(jié)炎發(fā)病率約為2.2%至3.5%，據(jù)統(tǒng)計40至49歲與50至59歲人群發(fā)病率約為27%和62%。僅僅在其所在的關節(jié)外科，每年就要進行約400例膝關節(jié)置換手術。全膝關節(jié)置換術是治療終末期膝關節(jié)疾病的最有效的方法之一，但是傳統(tǒng)的骨水泥、異體或自體骨植骨等技術均存在各種問題，影響假體穩(wěn)定性和壽命。而計算機輔助設計加3D打印的個性化移植物處理，能夠使假體充分填充與重建缺損骨結構，更好的幫助患者康復、減少副作用。
據(jù)了解，通過團隊攻關，制造出了全球第一個電子束3D打印金屬鉭3D打印機，實現(xiàn)了對鉭粉末的增材制造。
3D打印需要建模，而如果設計出適合患者的假體是關鍵。對此，重慶市科學技術研究院光學機械研究所與重慶大學生物工程學院、上海鋒算計算機技術有限公司共同負責專項中的“個性化多孔鉭植入假體快速建模與分析技術”課題研究任務，主要研究基于醫(yī)學影像技術的個性化多孔鉭假體的快速設計、生物力學分析、設計制造規(guī)范等關鍵技術，為個性化多孔鉭假體的3D打印提供科學依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。
重科院光機所所長吳先哲介紹，團隊通過技術攻關，建立了基于醫(yī)學影像技術的多孔鉭個性化假體的快速設計方法，建立了髖膝關節(jié)人工置換假體標準數(shù)字化模型庫，模型數(shù)據(jù)共計103種，供個性化假體設計及植入方案設計過程中即時調(diào)用。現(xiàn)在只需要在術前通過對患者進行精準的三維CT掃描獲得骨骼正常和缺損的數(shù)據(jù)，利用他們?nèi)S重建系統(tǒng)，72個小時內(nèi)就能完成多孔鉭植入假體設計并3D打印出定制假體。“這充分保證了對患者及時治療的需要，而且定制假體能夠完全與缺損部位匹配。”