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四个医疗3D打印手术案例:从手指再造到胸骨重建

国际金属加工网 2022年11月25日

导读:如今,3D打印技术在医院中的应用越来越普及,从一线城市三甲医院到县城的医院,经常会有3D打印辅助医疗的案例被媒体报道,最近也比较集中。南极熊整理了几个近期的医疗3D打印案例,供广大读者学习参考。

案例一

北京积水潭医院:重度拇指缺损的3D打印再造手术

近日,北京积水潭医院手外科陈山林团队应用3D打印第一腕掌关节+掌骨技术,再次完成一例重度拇指缺损的再造手术。这例手术与去年 “定制化3D打印掌骨联合改良踇甲瓣技术再造可活动腕掌关节的拇指”手术相比,不仅难度升级,术式也是该团队首创。

患者张先生拇指完全缺损,大鱼际部分完全缺损,自大多角骨以远骨关节完全缺损,在分型上属于六度缺损,几乎是最重度的分型了。张先生坚决拒绝从髂骨取骨等其它传统方案,要求利用3D打印技术为他打印掌骨和关节。结合患者要求,经治疗组讨论,陈山林团队决定利用3D打印技术自体结合组织游离移植技术再造第一掌骨系列。

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3D打印技术再造拇指并不是直接打印出一个拇指移植到手上,目前医学还无法达到这一步。这个技术的本质,是将双侧手的影像资料数字化,利用电脑软件将伤侧手缺损的部分在健侧手上标记出来,再通过镜影技术将再造所需的部分生成患侧的形状,用3D打印机打印出金属假体,再与自身组织移植结合,从而再造出所需要的人体部位。对于这个患者,需要打印的成分是第一腕掌关节及第一掌骨。

经过4个月的准备,反复改良设计,陈山林团队终于确定了最终方案。金属假体经3D打印、灭菌、封装,终于可以使用了,张先生也如期住进了医院。

经过一系列的手术,断蒂、移植、显微镜下血管吻合,随着最后一根血管成功吻合完毕,松开止血带后,再造的拇指及大鱼际皮瓣逐渐恢复了血液循环。历经12个小时的辛苦,终于成功地再造出了一个几乎以假乱真的拇指。虽然要发挥手的功能还需一系列艰苦的过程,但再造成功无疑是打下了最坚实的基础。

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案例二

陕西中医药大学第二附属医院

3D打印辅助下植入经导管可回收主动脉瓣膜术

2022年11月5日,陕西中医药大学第二附属医院(西咸新区中心医院)心脏外科柏本健主任团队联合超声科及介入导管室技师团队,应用可回收经导管主动脉瓣输送系统,成功为一位78岁高龄主动脉瓣重度狭窄患者实施经导管主动脉瓣膜置换术(TAVR手术),手术历时1小时30分钟,术后患者恢复平稳,已顺利康复出院。

患者女性,78岁,因活动后胸闷气短十余年,加重伴间断胸痛一年余入院,既往糖尿病和高血压病史均20年。入院后心脏彩超检查提示主动脉瓣钙化并重度狭窄,冠脉造影显示冠状动脉轻度狭窄,被诊断为主动脉瓣重度狭窄。

术前讨论策略

1、三叶式主动脉瓣,瓣叶增厚,R-L交界疑似增厚粘连,轻度钙化,钙化主要沿无冠窦瓣缘分布,LVOT近似直筒型,预估假体瓣膜植入锚定难度适中,结合瓣环及瓣上分析尺寸,选择23mm型号瓣膜,可以保证充分锚定力且径向支撑性好。

2、左、右冠高度可,切线位测量,左窦瓣叶稍长于左冠开口下缘,结合瓦氏窦、STJ内径综合预估,冠脉阻挡风险适中,术中在瓣膜释放至工作位后进一步观察冠脉灌注情况。

3、左室内径偏小,术中密切关注血流动力学变化。

4、接近横位心,升主无扩张,主动脉弓宽度角度可,预估输送器可顺利过弓及跨瓣,弓顶部少许钙化分布,过弓时轻柔操作。

5、股-髂动脉走行适宜,内径可,腹主-髂总较多钙化分布,股动脉穿刺点位置附近无钙化,选择右侧股动脉作为主入路。

术前主动脉根部评估

冠脉评估

瓣上多平面分析

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3D打印模型

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TAVI是经皮介入瓣膜植入术的英文简写,意为通过介入的方法植入瓣膜,目前适用于病情比较重,且无法耐受外科手术的虚弱、高危风险的患者。TAVI手术不同于传统的外科瓣膜置换手术,无需做外科切口,也无需进行外科开胸手术,在不开刀的情况下,能够通过穿刺血管介入的方法,以导管的形式经过血管,把不同型号的介入瓣膜放入心脏。

案例三

南方科技大学医院:3D打印钛合金指骨假体植入术

因手指骨肿瘤手术切除后手指骨大块缺损,27岁的深圳市民吴先生 (化名)在南方科技大学医院接受了3D打印钛合金指骨假体植入术,重获一个外观正常、功能基本正常的手指,也重获了自信。

骨肿瘤切除术后手指骨仅剩1厘米

据吴先生介绍,9个多月前,他左手食指出现骨肿瘤,在其他医院进行了手术切除。手术截除了左手食指的大部分骨段,当时医生给他做了骨水泥临时填充重建手术。术后,吴先生的左手食指不能屈伸活动,且逐渐向中指一侧偏斜,同时出现了明显的萎缩变细,比之前缩短了2厘米。CT检查显示,此前骨水泥临时填充重建手术在术后发生了变化,吴先生的左手食指逐渐出现了明显偏屈畸形。

如何解决手指骨缺损的问题?吴先生了解到,传统的手术是取患者自身髂骨或其他部位骨骼进行植入,但考虑到自己才27岁,取自身大块的骨骼,这种术式可能影响自己以后的生活,他想寻找一种伤害更小的解决办法。

经多方打听,吴先生慕名来到南方科技大学医院。骨科医学部创伤骨科赵东升主任和3D打印医学部副部长裴延军认真研究,并制定出3D打印钛合金指骨假体解决骨缺损问题的详细手术方案。手术要把原来的骨水泥取出,用3D打印钛合金指骨假体代替,手术难度在于吴先生左手食指残留的骨段非常短,不足1厘米,假体和残留骨面的固定和愈合都不容易。

吴先生为材料学硕士,他对赵东升主任提出的手术方案高度认同,他知道钛合金假体非常适合做生物体植入。完善术前准备后,手术由赵东升主任和郑木平主任主刀,在全麻下进行,历时2小时顺利完成。术后,3D打印医学部副部长裴延军为吴先生定制了3D打印支具进行固定,保护手指,吴先生定期来门诊复查。目前吴先生对自己的手指外形满意,功能正在恢复中。人体骨折愈合通常需要3个月以上,3D打印假体的愈合需时可能更长,在此期间,支具的保护、适当的功能锻炼很重要。吴先生的手指有望获得具有满足日常需要的功能。

案例四

西安国际医学中心医院:胸部恶性肿瘤切除与修复重建手术

李女士早在1991年时,就被确诊过卵巢恶性肿瘤,实施切除手术后,顺利康复出院。后在2012年时又发现胸骨上长了一个肿块,她说:“2012年初期肿块只有黄豆大小,后期由于疼痛难忍,针扎一般,又去医院做了部分胸骨的切除手术。切掉的部分接了钢板暂时出院,但两年后又复发了,现在已经有了鸡蛋大小,而且还不断破溃流水。”现在她连洗澡都小心翼翼。破溃的创面持续流脓,肿瘤像一颗“不定时炸弹”绑在身上,随时有恶化的可能!

为了治疗复发的恶性肿瘤,他们寻求西安国际医学中心医院 整形医院院长 郭树忠教授团队的救助。郭教授团队中的整形外科主任王爱武,有多年修复重建经验,做了大量高难度修复重建手术,李女士一家几经辗转找到了他。

王爱武主任经过与胸科医院院长李小飞、胸腔外科主任崔凯会诊后,分析要想彻底根除李女士胸骨上的恶性肿瘤,就需要将整个胸骨、部分肋骨以及骨头表面覆盖的皮肤进行大范围切除。但这类手术难度、风险极大,切除后会导致纵膈、心包、双侧肺脏裸露在外,如不进行皮瓣移植及修复,将裸露的纵膈、心包、双侧肺脏包裹起来,李女士将无法生存。最终会诊结果确定为患者,行胸骨全切+双侧部分肋骨切除+3D打印人工胸壁置换术及背阔肌岛状肌皮瓣转移修复创面术。

上午胸外科首先将李女士的胸骨进行了全切除,没有了胸骨作支撑,心脏、肺脏、心包都处于外露状态,就像“房屋”缺失了“承重与外墙”,经不起一丝打击。

随后胸外科的医生们利用3D打印人工材料替代胸廓结构顺利为患者完成了置换。值得一提的是,西安国际医学中心医院对患者的骨修复,采用3D打印技术,制作出与患者解剖结构完全相同的植入材料,用力学结构接近人体皮质骨,具有重塑胸壁力学的显著特性,用国际上先进的聚醚醚酮(PEEK)材料为植入物,制作人工胸廓替代胸骨和部分肋骨。

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△3D打印技术制作出的人工胸廓

整形外科主任王爱武、颌面整形外科副主任籍建华与颅颌面外科主任卫国强顺利接棒!

修复重建实际上是“拆东墙补西墙”,也是难度最高的手术之一。医生通过超声刀在皮下“打开”一个“隧道”,用于转移“腋窝胸背动脉穿支血管蒂”进行供血。这部分组织布满了密密麻麻无数神经血管小分支,需要逐一精准地剥离。

经过11小时的手术,李女士胸前的这块巨大组织缺损终于被顺利填补。患者经过一段时间的恢复,生命体征平稳,身体状况良好,即将顺利出院。

以上内容来自:北京积水潭医院、陕西中医药大学第二附属医院、三秦都市报、深圳新闻网等,如有侵权请联系删除。

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(南极熊3D打印)

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