雷尼绍:在16世纪,如果接骨师无法接上断骨?

国际金属加工网 2018年06月25日

16世纪断骨由接骨师通过人手操作进行复位。如果接骨师无法接上断骨,那么当地的铁匠就会“赤膊上阵”。今天,我们再也不用担心靠铁匠来修复断骨了。

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图片来源于网络

雷尼绍高级医疗开发工程师Matt Parkes目前正与加拿大西安大略大学开展合作项目,讲述了智能植入体将如何改变疾病和骨损伤的治疗方式

20世纪初,外科医生便已将金属植入体应用于医疗修复与重建治疗中。这项技术虽然已有很长的应用历史,但传统植入体往往会给患者和外科医生带来诸多挑战。智能植入体是目前正在开发的一个新领域,它可改善患者的治疗效果,将这项传统外科技术带入现代化时代。

植入体智能化可通过两种方式实现一是使用增材制造根据计算机断层扫描 (CT) 数据来生产患者专用植入体 (PSI),二是结合传感器。

传统植入体带来的挑战

传统植入体存在的主要挑战之一是松动问题。另一个局限性是只能制造有限形状和尺寸的产品。植入体均有使用期限,患者一生中可能需要被置换多次,因而植入体的寿命问题受到人们关注。

为了解决这些问题,研究人员和工程师一直在使用增材制造 (AM) 等技术来开发植入体,旨在改善植入体的形状、拟合度和功能。

增材制造

增材制造可逐层制造植入体,能够生产出拟合度更精准的PSI医疗团队可根据患者的CT扫描结果设计和制造PSI,有助于促进植入体与患者骨骼结合,降低松动风险。

增材制造不但能制造出精确的植入体形状,还可让外科医生控制材料的其他属性。可以设计出模拟患者骨骼硬度、密度和骨小梁结构的植入体,进而减小应力遮挡并进一步改善骨整合和生理功能。

传感器

植入体还可通过加入传感器来实现智能化,有助于临床医生准确测量患者数据 — 这是循证医学的关键。传感器可测量体温作为参数,因为体温升高表明可能发生了尚未表现出症状的感染。

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传感器也可安装到骨强化植入体中,以帮助骨折愈合。在此示例中,传感器可以测量施加在植入体上的应力,指示骨折愈合程度。

如果患者不遵循物理疗法,可能导致植入体松动。安装加速计监测患者的运动情况,可使医护专业人员远程获取数据,确定患者是否遵循了规定的物理疗法和作息安排。

雷尼绍与加拿大西安大略大学合作建立的外科增材制造设计解决方案(ADEISS) 中心便是专注于该领域技术研发的机构。ADEISS将临床医生和学者聚集在一起,开发创新型3D打印医疗设备。ADEISS最近展示了智能髋关节概念,使用体温传感器和加速计采集患者数据,随后传送给远程设备

研究显示,使用先进的传感器技术,有可能开发出既能检测感染,又能在出现症状之前分泌适量抗生素以治疗感染的植入体。这一技术或可减少住院患者的人数。

为医学界带来翻天覆地的变化

开发智能植入体的最终动力是显著改善患者治疗效果的潜能。增材制造有许多优点,一大优势是可缩短拟合时间。智能植入体可减轻患者的疼痛和不适感,降低因感染导致病情恶化的可能性,并减少需要进行修复手术的风险。

智能植入体要实现广泛的临床应用,仍有诸多挑战。医生必须进行临床研究,必须遵守欧盟医疗器材法规等相关规定。另一个关键因素是对智能植入体中个人数据的处理,以及医疗行业和临床医生如何使用这些数据。

从接骨师和铁匠“暴力”治疗的时代开始,骨疾病和骨损伤治疗经历了漫长的发展过程。而今,患者能够使用根据个人需求专门设计的金属植入体。

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(雷尼绍中国)

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