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3D打印,骨科手术“新宠”

国际金属加工网 2017年01月11日

 

手术步骤

1 对患者进行CT扫描,以确定切除部位。

2 根据扫描结果重建,将CT扫描数据传输至3D打印设备,按照1:1的比例打印出假体。

3 进行手术,放入假体。

可以帮助患者修复颅骨缺损。

整个头盖骨被3D打印的颅骨替代。

也可打印出牙齿进行口腔正畸。

打印脊椎关节替换受损部位。

如今,“3D打印”技术在医疗领域已取得惊人进展。借助3D打印技术高级订制版的人工全骶骨假体,北京大学人民医院于7月8日成功救治了一名骶骨恶性肿瘤患者,记者了解到,这也是3D打印技术在世界骶骨肿瘤治疗领域中的首次应用。也是在今年7月,湖南省第二人民医院成功进行全球罕见的“全脑缩小整形”手术,患者3岁,手术历时17个多小时,患者膨大的整个头盖骨被3D打印的颅骨所替代。

3D打印技术有多神?在医疗领域,还有哪些疾病能让这种技术发挥所长?

传统骶骨切除后容易固定不牢

北京大学人民医院骨肿瘤科主任医师郭卫介绍,此次手术患者来自广西,患有骶骨脊索瘤,在当地实施两次骶骨肿瘤切除术,因肿瘤复发导致的疼痛和大小便功能障碍,后在北京大学人民医院骨肿瘤科接受手术。目前在世界范围内,骶骨切除重建并没有效果较好的常规治疗方法,而且全骶骨切除后,局部骨缺损较大,通常借助脊椎钉棒完成固定、支撑,与腰椎进行连接,但这种方法的不足在于容易造成固定不牢,钉棒容易松动,而且全骶骨切除目前仍比较少见,“全世界一年内也没有多少例。”因为骶骨恶性肿瘤本身发病率较低。

3D人工假体可与骨细胞良好融合

此次手术中选用的人工假体使用了钛合金材料,郭卫介绍,3D人工假体使用钛合金材料,根据该患者骶骨切除术后骨缺损定制制造出空间结构解剖形态的人工全骶骨假体,打造为金属空隙状,人体骨细胞可以长入空隙金属内,假体与脊柱、骨盆连接,更符合生物力学结构的功能重建。这也是3D打印技术最主要的优势,这是其他技术手段或材料无法比拟的。

北京大学人民医院骨肿瘤科医师尉然补充,之前的技术手段并不能取得较好的效果,仅能尽量模拟人体结构,3D打印技术则在生物力学结构、局部形态等方面,最大程度上完成了这种模式。

假体必须与切除部分完全相同

记者了解到,3D打印假体技术的应用也对手术过程提出了更高的要求,“术前假体定制是这个手术的关键部分,需要根据之前的CT扫描结果,按照1:1的比例打印出完全相同的切除部分。在手术技术上提出了更高要求,一方面在术前多次评估的基础上,切除部分应吻合,另一方面,切除过程中还要注意避免伤及血管、神经及其他脏器。”郭卫告诉记者。

根据患者骶骨切除术后骨缺损定制出空间结构解剖形态的人工全骶骨假体,打造为金属空隙状,人体骨细胞可以长入空隙金属内,假体与脊柱、骨盆连接。

开展领域

3D打印在骨科前景广泛

记者了解到,目前我国部分医院的整复外科、骨科、口腔科、眼科的医生已开展3D打印机打印模型,帮助患者修复颅骨缺损、修整下巴、垫高鼻子、重塑颧骨和设计各种头面部手术操作。其中3D打印技术在骨科领域的应用已经趋于成熟,3D打印在骨科领域的应用也已经起步且前景广泛。骨科手术的种类繁多,有正畸、修复、移植、接续等,涉及人体多数部位。

3D打印在医学领域的应用在逐步铺开和深入,对人体部位的复制是高度定制化的产品,通过3D打印,这些部件可以与身体完全契合,与身体融为一体。

其中表现在骨科方面主要是个性化永久植入物,一般使用钛合金、钴铬钼合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料,3D打印出骨骼、软骨、关节、牙齿等产品,通过手术植入人体。

前景

3D打印仍主要应用于特殊部位

3D打印技术难以广泛应用,在骨肿瘤领域,适用范围仍然有限,“主要应用于一些特殊部位,如颅骨、骨盆、下颌骨等,形状相对复杂。普通关节部位的手术可以借助长期应用的常规技术手段”,郭卫告诉记者。尉然认为,3D打印技术现在相对成熟,打印股骨头假体等都已经成为可能,但在临床中,具体手术是否需要借助3D打印技术,仍要根据具体情况而定,“因为在某些领域,3D打印技术可能并没有太多明显的优势,仅是一种重建手段”。


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雷尼绍

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