一颗心脏是如何被3D打印出来的？

滋——滋——滋——

3D打印机的喷头闪着蓝紫色光芒

来回喷射

光敏树脂经过校平棍校平

再用UV灯照射固化层层堆积成型

二十多个小时后

两块不规则的果冻状物品躺在打印台上

去掉这些果冻状的大块支撑物

取出其中的模型

将表面打磨到平滑状态上光油固化

最终出现在医生手中的成品就是3D打印而成的心脏模型外观栩栩如生，手感柔软仿真

武汉的医院从十年前开始试水3D打印技术，并从2015年开始跑步进入“3D打印时代”，这一新技术已令骨科、口腔科、整形外科等专科的患者受惠。2020年11月，武汉亚洲心脏病医院引进3D打印设备，已为十多例复杂心脏病患者开展3D打印手术。

心脏怎样“打印”

又如何帮助医生们做手术?

近日，长江日报记者实地探访了

3D打印一段心血管的全过程

打印心脏，9岁男孩第一个“吃螃蟹”

武汉亚洲心脏病医院第一次使用3D打印技术辅助手术，是在2021年11月。

9岁男孩超超（化名）是先天性心脏病患儿，3个月大时就接受了矫治术，随着身高、体重的增长，他的心脏问题再次出现，经常胸痛、无法活动。医生发现，孩子心脏内部结构复杂，还出现左室流出道狭窄、肺动脉瓣及瓣下流出道狭窄、主动脉瓣轻度反流等多个问题，手术难度很大。

医生们给超超做CT、MRI等影像学检查，通过软件精细建模，再导入打印机系统，最终打印出1:1的心脏模型。

“模型还原了孩子心脏内部的精细结构，犹如‘实景地图’。哪些部位有畸形、能不能下刀？从哪下刀切口最小、恢复最快？哪个地方有窟窿、需要多大补片？全部都一目了然。”

医生回忆，在对模型进行反复研究后，专家组将术中可能面临的复杂过程大大简化和标准化，制定出手术方案，顺利完成左室流出道疏通术、肺动脉重建术，孩子术后恢复良好。

超超对自己的彩色“心脏”爱不释手。出院前，他经常拉着护士“讲课”：“这是我的左心室、这是我的心脏瓣膜。这是我有问题的地方，医生伯伯就是从这里修复了畸形！”

亚心医院的医生拿着心脏模型，为患先心病的少年讲解病情（资料图）。通讯员余宇 摄

模型“导航”，复杂手术不用开胸了

尝试3D打印心脏的患者，大多病情复杂，手术风险极大。

17岁少年小宇（化名），3岁时曾因室间隔缺损，做过心脏外科修补手术。复查显示，他仍有室间隔残余分流，建议做二次开胸手术。眼看孩子即将成年，妈妈带他到医院咨询：有没有不开胸的手术方法。

做介入手术，难度很大。食道超声显示，小宇的室间隔有多处“孔洞”，较大的直径有4—5毫米，紧邻主动脉瓣，使用常规的封堵器容易影响到主动脉瓣，导致医源性的主动脉瓣损伤和关闭不全；小宇的室间隔缺损也很长，难以建立手术轨道。

为此，医生为小宇打印了心脏局部模型，对照模型反复研究，最终找到合适的手术路径，“筛选出”更合适的血管塞型封堵器。

在心脏模型的精准“导航”下，去年12月10日，亚心医院先心病中心沈群山主任为小宇实施了室间隔缺损残余漏介入封堵手术，术中造影所见与模型完全吻合，手术顺利完成，他康复良好。

远程打印！隔空也能实现“实物会诊”

去年12月，医院还曾操作过特殊的“隔空打印”。

河南一家医院收治了复杂先心病患者，预计手术难度很大，申请亚心医院院长陶凉会诊。

患者不在本地，仅有CT和磁共振检查的影像片。专家组讨论后，决定根据这些检查资料，打印出患者的心脏模型，在“实物”基础上进行会诊，预演手术方案。

由于患者心脏结构过于复杂，异常部位较多，仅建模就用了两三天时间，打印模型花费了20多个小时。但结果是值得的：陶凉及团队根据心脏模型表现出来的病灶情况，制定了精密的手术方案，赶到河南为患者做了手术，对方目前已经康复。

“这次隔空打印，为我们的3D打印开辟了更广阔的应用前景，提升今后远程会诊、远程指导手术的效率。”沈群山说。

“按需”打印，应用场景还能增加

最新一例3D打印辅助手术的患者，是21岁女孩小孟（化姓）。她出生时就被发现有心脏异常，因为没有明显症状，就没有接受治疗。去年，小孟被查出高血压，到医院看病，被判断与先心病有关，吃降压药不对症，必须治疗心脏疾病。

心脏超声显示，小孟存在室间隔缺损、动脉导管未闭、房间隔缺损、主动脉瓣轻度关闭不全、三尖瓣轻—中度反流、降主动脉管径偏细等多种异常，属于复杂的先天性心脏病。

今年3月2日，小孟住进亚心医院。医生打印出主动脉弓病变部位，发现发育不良的血管上有一长段扭曲、狭窄。根据模型，医生与小孟和家人沟通治疗方案，很快确定将这部分整体置换为人工血管。

3月10日，小孟接受手术，修补心脏缺损、更换人工血管。术后，她血压很开变回正常。

3小时打印出的主动脉弓模型，形状、大小、手感完全仿真。记者刘派 摄

“3D打印应用范围很广，像小孟这样，仅打印需要研究的主动脉弓，有针对性地进行研究，可以大大节省成本。”亚心医院先心病中心沈群山表示，未来还可将3D打印技术运用在瓣膜类疾病、大血管疾病、心脏移植、心律失常等方面，令更多患者从中受益。

武汉医院

跑步进入“3D打印时代”

近年来，3D打印技术已在武汉各大医院临床应用广泛。在同济医院、协和医院、湖北省人民医院、武汉大学中南医院、武汉儿童医院等大医院，用3D打印制作骨骼、关节模型，辅助手术的做法，已经成为临床日常之一。

以华中科技大学同济医学院附属协和医院为例。2015年，该院在全国首次为失去左手的6岁男孩制作了3D打印的机械手，可用它喝水、捏葡萄、骑自行车；随后，骨科试水3D打印技术，为复杂骨折的患者打印伤处模型，利用模型模拟手术操作；再接着，口腔科也引入3D打印机，用来制作牙套、假牙等，精密度和强度大大提高。目前，该院多个科室均已开展3D打印技术。

不过，目前3D打印技术在临床的应用，主要用于术前规划、提前演练、骨科匹配等方面，而备受关注的活体器官打印仍处于探索阶段。

医生和患者们都希望，科技攻关的速度能快点、再快点，早日实现3D打印活体器官，可缓解移植器官数量不足的现况，为更多终末期重症患者带来新的生机。