2016年11月15日，北京大学第三医院骨科主任刘忠军教授为一位颈椎恶性肿瘤患者实施了世界首例包括枢椎的4节颈椎切除手术，并为患者云女士安装上世界首个涉及上颈椎的大跨度3D打印人工颈椎。12月8日，患者出院，恢复状态良好。

北京大学第三医院骨科主任刘忠军教授（图片来源：新华网）

据了解，人的颈椎由7节组成，其中两节上颈椎不仅形态特殊，而且承担着颈椎活动范围的50%。上颈椎对应的颈脊髓内有心跳、呼吸中枢，一旦损伤，人会立即死亡。此次患者罹患的脊柱肿瘤为脊索瘤，是一种恶性肿瘤，肿瘤侵犯累及的4节颈椎中包括一节上颈椎。这种情况，从医学上来说，手术切除肿瘤仍是最主要方式。而手术，至少要连续切掉1节上颈椎和3节下颈椎。这种大跨度的颈椎切除后重建手术世界罕见，可施行手术的医院、医生，世界上也寥寥无几。不应用3D打印技术，手术后颈椎结构难以重建。

11月22日，距离手术结束一周后，这位患者在3D打印颈椎的帮助下已经可以起床活动，这在3D打印技术出现之前，几乎很难做到。“这是世界首例包括上颈椎在内的四节颈椎切除手术，也是全世界首次用如此大跨度的3D打印内植物修复颈椎。做这么大跨度的颈椎切除，如果没有3D打印技术，我们现在找不到合适的固定器械。”刘忠军说。

3D打印作为一种新技术，从概念的提出到现在已有35年，但在医疗领域的应用不过短短数年。而刘忠军团队将其应用在颈椎手术及修复，则是世界医疗领域首例。该技术的关键是无限接近地复制所需修复的人体组织，并重建该组织，患者术后的恢复情况相较前期的钛网修复，在安全性、修复效果等方面有着质的提升。

“像这样的定制化3D打印人工枢椎，到目前为止我们已经完成了6例，没有出现任何问题，都获得了很好的结果。全世界目前没有哪家医院能做到如此”，刘忠军教授说，“像这个包括上颈椎枢椎的4节内植物为个体定制，因为每个人情况不同，所以只能根据每个人的具体情况进行定制。”这个定制化3D打印椎体最大亮点是设计成海绵状的微孔结构，这就意味着整个内植物都是由微孔组成的。目的是让人的骨头可以直接长到微孔里面，与内植物实现融合。

“3D打印可以使原来无计可施的疑难疾病，找到治疗办法，已有治疗方法的，得到进一步改进，从而提高治疗效果，”刘忠军说。

2009年，北京大学第三医院将3D打印技术引入骨科领域，经过跨学科、跨领域合作，历经多年的研制及临床观察，终于在他们手中诞生了世界首例3D打印人工椎体，并于2014年7月成功为一名恶性肿瘤患者植入世界首个3D打印枢椎椎体。该团队研制的3D打印人工髋关节产品是我国首个获得CFDA注册批准的3D打印人体植入物，于2015年获批；2016年世界首例3D打印人体植入物——人工椎体获得CFDA注册批准。这不仅是世界首例获得注册的3D打印人工椎体，更标志着我国在3D打印植入物领域已居世界领先水平，中国制造未来将造福更多患者。

目前，经CFDA注册批准的3D打印人体金属植入物仅此三项，均为刘忠军团队研发。