仁心仁术和3D打印技术帮助布拉辛•马克维拉重新绽放笑容

国际金属加工网 2017年04月07日

如果只是把“科技改变生活”这句话当做一句口号的话很容易被人质疑。然而在3D打印的案例中,这不仅仅是营销炒作。不信问下布拉辛·马克维拉就知道了。

布拉辛·马克维拉九岁时遭遇了一个悲惨的事故。如今作为一个23岁的津巴布韦人,他可以自如地通过一个大大的笑容来表达自己阳光开朗的性格。他的新脸是Operationof Hope,Sharp Memorial 医院和3D Systems公司共同努力得到的结果。

远渡重洋的帮助

一个雷管炸药在布拉辛的嘴里爆炸,因此严重损伤了他的上下颌,舌头,嘴唇和牙齿。一个由Operation of Hope的董事长Jennifer Trubenbach发起的,致力于津巴布韦医疗支持的组织发现了他的情况。这个组织总部位于加州,专门为缺医少药地区提供重塑人生的手术护理。

Trubenbach想要帮助布拉辛拉脱离困境。

“他遭遇了很大的不幸,但是他的乐观精神感染了我们每个人。他从不抱怨什么,他总是对生活心存感激,寻找生活的每一丝希望。”

Trubenbach希望加利福尼亚州的圣地亚哥Sharp Memorial医院帮助到布拉辛。这家医院的外科医生利用丰富的经验,花费了2年时间来重建布拉辛的脸,并且让他可以拥有新的牙齿。Dr.Joel Berger是口腔颌面外科医生,他与3D Systems进行接触,3DS公司愿为布拉辛提供虚拟的手术规划(VSP®)。“我们与Dr.Berger一起工作过,帮助他做过很多不同手术的预规划”,VSP重建服务系统属于3DS医疗保健部门一个范畴,其负责人MikeRensberger如是说到,“我们协助过很多类似布拉辛这样的案例,从颌矫正,颌面创伤到游离腓骨瓣。”

为期四天的准备计划

重建布拉辛上下颌的初期手术需要Dr.Berger,整形外科Dr.James Chao领导的医院团队及Rensberger领导的3D Systems团队的精心安排。

腓骨游离瓣手术涉及到从腓骨提取骨头,组织和血管,然后重新配置他们形成连接颈部血管的上下颌。

Renberger和他的团队很熟悉这种手术,但是在这个案例里,时间比较紧张:布拉辛周二的航班到达,手术安排在周六,仅仅四天之后。

布拉辛的CT扫描于周三早上10点到达3D Systems。工程师们立即开始提取三维可视化手术所需的三维解剖信息。在2小时内,Sharp Memorial医院和3D Systems团队进行了网络会议来检查布拉辛的医学图像。在这一小时多的过程中,他们制定了手术计划。

“当外科医生通过观看我的电脑屏幕并从圣地亚哥的一个会议室确定治疗方案时,我正在加州办公室的电脑上运行手术规划软件--所有的一切都是实时三维的,”Rensberger说到。

3D打印协助外科医生

随着3D手术规划的进行,3D Systems公司使用立体光固化3D打印机来制作模型和基于布拉辛独特解剖结构的工具。立体光固化工艺即使用紫外线激光将材料逐层堆积形成所需造型。

虚拟手术规划团队使用了3D Systems的ProX 800和ProJet 7000 SLA打印机。ProX 800以其广泛的材料,出众的表面光滑度,特征分辨率,清晰的边缘和优秀的容错能力而广为人知。ProJet 7000 HD是牙科应用的理想选择,可提供具有冲击强度和拉伸强度的材料,并且这种材料可以耐高温。

布拉辛需要以下3套3D打印模型和工具:

一个和手术导板匹配的下颌骨和上颌骨的重建模型。这些模型是外科医生用来在术前预置一个重建钛板,这样可以节省宝贵的操作时间。

在手术时使用的,用于引导外科医生锯片的上颌骨和腓骨的切割工具组。

用于手术时参考的上下颌骨模型。这些模型可以随时向医生显示软组织层下面的结构。他们可在术前为医生提供布拉辛颌骨结构的实践经验。

用于制作模型、导板的材料必须可以被消毒,且被批准可用于手术室。Rensberger和他的团队选择了3D Systems公司的树脂基材料:透明的材料可用于牙根和神经管的颜色选择;一种拥有优秀力学属性的不透明白色材料可用于导板和术后模型。

“当在设计重建的面部结构时,没有正常的解剖机构可以被参考。所以一系列正常的解剖结构被用来确认和塑造段腓骨游离皮瓣的尺寸和形状,从而可以给布加辛一个正常的外貌,”Rensberger说到。

到周四,3D打印的手术导板制作完成了,被连夜寄送到了圣地亚哥。外科医生在周五审阅了实物导板工具组和模型。对于周六的手术,他们已经一切就绪。

重新绽放的笑容

历时12个小时的手术成功了,布拉辛·马克维拉现在拥有了一个具有正常外观和功能的下巴。在一封给3D Systems的信中,Dr.Berger大力褒奖了虚拟手术系统和3D打印模型和工具:

“你们构建的手术的规划系统和指导帮助2个外科团队有效快速地恢复了患者的外貌。这些模型、导板非常精准,设置的非常完美,让手术非常顺利的完成。”

在后续的手术中,布拉辛的颚骨安装了植入体来支撑假牙,这帮助他可以重新绽放笑容。3DSystems创建的以患者为本的模型被用于手术前的规划过程。这些3D打印模型使用了多种材料,可以让临床医生全面分析骨面积,了解临近的重要解剖标记点的距离,比较容易地为口腔颌面外科手术做好准备。

布拉辛·马克维拉现在可以自由地谈笑风生,随意吃自己想吃的美食。他最近进入了爱达荷州西部学院学习,通过在废物堆积场寻找到的零件来修理摩托车以赚取学费。

“有所作为”这个词语经常被滥用,但是在Operation of Hope,Sharp Memorial医院和3D Systems的携手努力下,这个词实现了其真正的意义。不信你问布拉辛·马克维拉。

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