第三军医大学西南医院:运用3D打印技术率先完成2例国内足踝关节畸形治疗

来源:中国军网作者:何雷 屈德意责任编辑:马依
2016-05-16 10:29

5月11日,第三军医大学西南医院在国内率先完成2例3D打印移植物治疗足踝关节严重畸形的手术。

“这次植入患者足踝内的内固定材料,是利用3D打印技术为患者量身定制的,1个解决了患者骨缺损问题,另1个解决了局部复位后固定难题。这些针对患者治疗难点的个体化技术,可大幅提高手术成功几率。”该研究项目负责人、西南医院关节外科主任杨柳教授表示,3D打印技术在医学上的应用越来越多,它需要临床医生、3D图像设计工程师、3D材料制作工程师的密切协作。

骨缺损患者传统治疗方式仍有缺陷

据了解,骨缺损在骨关节疾病中较为常见,如车祸创伤、骨肿瘤、中老年退行性病变都可能造成骨缺损。

“关键位置的骨缺损,如足踝部和四肢关节,就会造成患者走路时特别疼痛、走路姿势不正常等。”杨柳说,在骨科和关节外科就诊的患者中,通常10个中就有1个有不同程度骨缺损,而手术植骨是治疗较大骨缺损的基本方法。

而传统的手术治疗方法大致分为两种,都有较为明显缺陷。

一种是医生取下患者身体上其他部位相对不重要的骨组织,移植到患者骨缺损部位,类似拆东墙补西墙的方式。这种方式的缺点很明显,人自身多余的骨头并不多,而且取一次骨就对身体有一次损害。

另一种方法是运用骨库里别人捐献的骨组织,移植给患者。但异体骨最大的问题是可能与身体有排斥反应,移植后有可能不能“存活”,且硬度偏低。

3D打印技术解决难题

“目前看来,在足踝和关节部位治疗较大骨缺损,运用3D打印技术结合异体骨植入手术比传统治疗方法有一定优势。”杨柳说,3D打印治疗骨缺损优点主要有三个方面,一是材料来源广泛,没有自身骨组织的稀缺性、唯一性,二是3D打印设计的内固定材料能与患者骨缺损创面“完美贴合”,也避免了有时手术植入标准化人工关节而扩大骨缺损的风险,三是材料的硬度能够符合人体关节部位受力要求。

据了解,5月11日进行的2例手术中,两名患者分别为60岁和57岁,均为女性。一位是双脚足踝关节存在严重的关节炎和骨缺损,左侧缺损部位在2014年8月取自身骨组织补上,现在治疗右侧足踝关节疾病,但拒绝再取自身的骨组织。另一位患者则是矫正复杂畸形后,需要在凹凸不平的表面进行“可靠固定”。

为达到理想的治疗效果,主刀医生关节外科段小军副教授首先对患者进行精细的CT扫描,获得患者病情数据,再与重庆市科学技术研究院何鹏主任反复设计、修改、完善,最后再将设计数据传到千里之外的金属多孔材料国家重点实验室,西北有色金属研究院,为两名患者运用3D打印技术制作解决骨缺损的融合器和解决局部固定的个体化钢板。因“量身定做”,从而提高了手术治疗的成功率。

“3D打印技术在各领域开始推广应用,在科技创新、精准医疗、个体化治疗等背景下,运用3D打印技术来处理患者手术时最棘手的难题,是一种趋势;根本目的是体现‘精准医疗’,给患者最个性化、最合理有效的治疗。” 段小军副教授说,3D打印出与疾病完全一致的模型,可以帮助医生更好的与患者沟通疾病和治疗;而3D打印的移植物,由于是为患者“量体裁衣”进行定制的,因而治疗效果更为精确,今后将有望进一步在骨关节手术治疗领域推广。

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