人类与疾病抗争史的推进不仅仅依托新的药物的出现和发明,更依赖医疗技术和工具的不断发展。作为人体内最坚硬的器官,我们拥有的206块骨骼支撑、保护着我们的躯干和其他重要器官,同时也是人体进行活动的基础构件。某一块骨骼的坏死或摘除,对患者而言可能并非致命疾病,但却能让患者丧失行动能力,进而忍受长期的煎熬和折磨。

    在医生为病人解除病痛,救死扶伤的背后,是技术创新、工具升级所提供的推动力。作为医疗行业中率先尝试将3D打印进行临床应用的单位,吉林大学第二医院骨科医院一直致力于将新型技术形态的3D打印技术与骨科疾病治疗结合在一起。

    3D打印在医学领域应用大有文章可做

    2014年12月31日,当全国上下都沉浸在辞旧迎新的热闹气氛中时,吉大二院骨科医院的手术室前却弥漫着紧张的气息,所有人都在焦急的等待着手术的结果。当王金成教授和团队出现在手术室门口时,紧张的氛围达到了沸点。随后,一阵喜悦的欢呼声将许久的压抑引爆,世界首例3D打印腕关节置换手术顺利结束。同样的场景还出现在了2014年5月14日,王金成和团队完成了世界首例3D打印双肘人工关节置换手术。

    成功的临床应用证明,技术的创新将为病患带来福音,3D打印在医学应用大有文章可做。

    与传统技术相比,3D打印技术最大的优势是打印的“骨骼”是为患者量身定做的,可高度嵌合肢体,也可以大大缩短手术时间,减少出血量,减轻患者痛苦。“打个比喻,传统制作假体是做减法,医生采用模型铸造出的假体‘标准件’,根据患者具体情况,哪块不需要就削掉,而3D打印技术精确度可以达到0.1毫米甚至更小,打印出的假体可精确到与患者原生骨骼一样的尺寸,使手术更加个性化、精准化。” 吉林大学第二医院骨科医院王金成教授介绍道,“另外,天然骨头表面的多孔结构也很容易被3D打印“骨骼”复制,它们像海绵一样可以将周边的骨头吸引进来,使真骨与假骨之间结成牢固的一体,有助于缩短患者的恢复期。”

    对医生来说,3D打印技术的应用更具精准度和前瞻性。仿真模型可以发现大量隐藏的信息,方便医生进行术前评估、诊断、选择手术路径、精确手术部位及决定手术方案,可就术中应避开的人体组织、血管、神经等复杂情况进行提前演练。同时,针对外地患者的会诊,也可以通过对方医院传来的患者影像数据,用3D打印机打印出仿真实体,以此为手术提供远程指导。

    3D打印技术有效解决手术中的难题

    创新技术的应用是各行业发展和变革的趋势,在医疗行业,技术的应用不仅仅是“潮流”,而是要切实解决临床治疗过程中遇到的难点,缓解病患的病痛,为治愈疾病提供支持。以王金成教授此前运用3D打印技术完成的双肘人工关节置换手术为例,这台手术在国内,甚至在世界上都是尚属首例。

    病人患有二十多年的类风湿性关节炎,双膝关节、双肩关节、双腕关节、双肘关节都已经发生了严重的病变,其中最为严重的就是膝关节和肘关节。患者刚到医院检查的时候,由于肘关节破坏十分严重,形状不规则,传统关节假体根本无法匹配。在经过与几位专家共同研究后,医院决定采取3D打印技术,为患者定制一套3D金属肘关节。

    在当时,这项技术已经在肩胛骨、骨盆等部位的手术中成功应用,但在肘关节置换术方面还属于空白。因为患者的情况特殊,王教授和团队第一时间同制作3D肘关节假体的公司联络,将患者肘关节的各项数据发送过去,以便为患者量身定制了肘关节假体。

    经过反复调试,肘关节假体终于成型,医院为患者量身定制的手术方案也终于可以进行。“手术从患者的右臂开始,在对右肘进行了局部消毒后,手术刀从患者的肘部后方切开了约10厘米的切口,为了保护尺神经,刀锋需要精准的游离在肱三头肌及肘肌之间,连同骨膜将肱三头肌腱自鹰嘴剥离,保持肱三头肌与骨膜间的完整;这样,肱骨远端、尺骨近端及桡骨小头就这样显露出来。”王金成详细的讲解了手术的过程。

    据王教授介绍,由于患者肘关节变形十分严重,肱骨和尺骨已经交叉,需要把交叉的部分锯掉。将切口打开后,眼前的状况与手术之前预测的情景完全一样,利用精确的器械引导,将肱骨下端和尺骨上端进行了切除,为内置入人工肘关节创造条件。随后,将3D打印的人工肘关节假体置入肱骨和尺骨之间,人工肘关节的两个部分用插销连接固定住。位置确定好了,将患者的肘部进行了伸展活动,确保置入的人工肘关节活动良好后,对手术切口进行了缝合。随后又再次为患者的左臂进行了3D肘关节置换手术。

    术后,患者的恢复很好。“在我们持续跟踪随访的几十例病例中,截止目前,3D打印定制化骨骼植入体可以和患者完美共处,甚至在康复时间和康复效果上也超出预先估计非常让人惊喜,这是采用传统制造工艺技术所无法比拟的。”王教授介绍了目前3D打印人工关节临床应用的效果。

    本土创新,为3D打印人工关3D节领域发展加速

    现阶段3D打印的主要运作形式是“医工结合”,这种协作方式正在逐渐磨合的过程中走向成熟。起初的时候,一个定制的3D打印关节从设计到制作需要整整一个月的时间,随着医生和工程师配合的日渐熟练,现在这个制作过程已经可以压缩到一至两天。而在安全性上,目前,3D打印假体跟传统的批量生产假体一样,在材质上都采用钛合金材料,从材料层面来说是安全可靠的。

    王金成教授表示,在此前顺利实施的3D打印人工关节替换手术中,来自本土的技术创新力量提供了不可或缺的支持。作为全国首个获得CFDA批准的3D金属产品生产企业,爱康医疗现阶段上市的3D打印髋臼关节,在保持同等质量的情况下,要比市面上的进口产品便宜了近三分之一,上市三个多月以来,已经成功的应用在了300多个临床案例中,其中多例都是罕见的疑难病例。

    未来3D打印技术将成为不同患者个性化医疗定制的新趋势,并且将会以远优于传统的医疗手段为更多患者带来福音。3D打印技术的发展,不仅需要工具的进步,更依赖于医生同工程师的密切设计和配合。希望未来,通过产业的通力协作,“量身定制”的3D打印人工关节可以造福更多病患。

文章来源:互联网采集

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