南極熊盤點——國內(nèi)醫(yī)療機構(gòu)在3d打印人體植入的應(yīng)用案例

近年來,，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到重視,，其主要應(yīng)用實例有：人體植入物、手術(shù)導(dǎo)板,、醫(yī)療器械等,。每個人的骨骼形態(tài)都是獨一無二的，3D打印技術(shù)能夠根據(jù)每個人原生骨骼的特征進行個性化定制,，生產(chǎn)出與原生骨骼完全匹配的產(chǎn)品,，從而減少植入物（或假體）對人體的影響，最大程度恢復(fù)人體骨骼的正常功能,。在這方面,，國內(nèi)一些醫(yī)療機構(gòu)有比較成功的臨床案例。接下來南極熊就主要盤點一下國內(nèi)醫(yī)療結(jié)構(gòu)在3d打印人體植入的應(yīng)用,。

1.世界首個3D打印定制人工椎體植入術(shù)在北醫(yī)三院完成

世界首個3D打印定制人工椎體植入術(shù)在北醫(yī)三院完成北京大學(xué)第三醫(yī)院成功為一名骨科脊索瘤患者切除五節(jié)段脊椎腫瘤,，并利用世界首個3D打印多節(jié)段胸腰椎植入物完成長達19厘米大跨度椎體重建手術(shù)。,，首先,，將其放到切除病變后的相鄰椎體之間，能起到可靠的連接和支撐功能,。同時利用金屬3D打印人工椎體在結(jié)構(gòu)上可以任意設(shè)計的便利,，專門設(shè)計出其與后方內(nèi)固定結(jié)構(gòu)之間的連接，這種前后連成一體的裝置使穩(wěn)定性大大增強,，在力學(xué)性能上達到了質(zhì)的飛越,。有了這樣的固定方式，術(shù)后患者很快便可以下床活動,，而人工椎體更大的優(yōu)勢是被制成微孔結(jié)構(gòu)后,，形狀可像海綿一樣，類似骨頭中有了‘骨小梁’ ,，這種‘骨小梁’可幫助相鄰正常椎體的骨細胞長入其中,，最終二者融為一體，從而實現(xiàn)骨整合�,！�

2.清華大學(xué)附屬醫(yī)院長庚,，完成世界首例3D打印鈦合金骶骨植入

北京清華長庚醫(yī)院1持續(xù)了10余個小時的手術(shù)順利結(jié)束，骨科主任肖嵩華教授帶領(lǐng)脊柱中心宋飛,、趙喆等醫(yī)師,，成功為骶1-2骨巨細胞瘤患者實施根治術(shù),，精準(zhǔn)化整塊（en-bloc）切除高位骶骨腫瘤,，并植入3D打印個體化適型假體，重建脊柱骨盆穩(wěn)定性,，成功為患者保住下肢及二便功能,，為世界首例。

3.云南首例3D打印截骨導(dǎo)板輔助膝關(guān)節(jié)置換術(shù)獲得成功

云南楚雄籍72歲女患者,，因患重度骨性關(guān)節(jié)炎,，在昆醫(yī)附一院成功進行了右膝全膝人工關(guān)節(jié)置換術(shù)。據(jù)了解,，該手術(shù)是采取3D打印截骨導(dǎo)板技術(shù)輔助右膝全膝人工關(guān)節(jié)置換術(shù),。該手術(shù)的成功填補了云南運動醫(yī)學(xué)科在該領(lǐng)域的空白。采用3D打印截骨導(dǎo)板技術(shù)輔助膝關(guān)節(jié)置換術(shù),，能精確個體化截骨,，其在手術(shù)時間、出血量及引流量等方面明顯低于采用傳統(tǒng)置換術(shù)治療患者,，手術(shù)風(fēng)險明顯降低,。3D打印導(dǎo)板輔助人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)能滿足私人定制手術(shù)，其最大優(yōu)勢在于,，能夠充分考慮到患者的年齡因素和已經(jīng)有嚴重的畸形問題進行精準(zhǔn)手術(shù),。

4.3D打印助力頸椎“換柱”——江西省人民醫(yī)院首創(chuàng)頸椎新術(shù)式

傳統(tǒng)頸椎手術(shù)存在一個取舍的抉擇：是要固定的牢還是要術(shù)后活動性能好。2016年9月30日晚,，江西省人民醫(yī)院骨二科董謝平主任挑戰(zhàn)了世界醫(yī)學(xué)難題——頸椎前路雙側(cè)椎弓根螺釘固定,，這次他運用3D打印技術(shù)，他設(shè)計的新術(shù)式完美的兼顧了牢固與靈活兩個特點,，為這一尚處探索階段的手術(shù)方式提供了嶄新的解決方案,。

3D打印不僅解決了精準(zhǔn)鉆孔、雙釘碰撞,、貼服骨面等形狀結(jié)構(gòu)問題,，其特有的制造方式更使得人工椎體具有接近人體松質(zhì)骨的低彈性模量，又有利于骨組織長入的仿真骨小梁結(jié)構(gòu),。這些生物學(xué)特性是傳統(tǒng)機加工制造工藝無法實現(xiàn)的,。

5.頸椎腫瘤恐造成“高位截癱” 3D打印脊椎完美置換

脊柱腫瘤是嚴重危害人類健康的疾病之一，致殘率和病死率都非常高,。但由于腫瘤侵犯的是人體最關(guān)鍵也是最敏感的脊柱上,，血管,、神經(jīng)密布，使常規(guī)腫瘤切除手術(shù)也非常難以進行,。日前,，長沙市第三醫(yī)院運用3D打印技術(shù)，為一名患有頸椎惡性腫瘤實施了難度極大的脊椎切除及3D人工椎體置換手術(shù),。目前患者康復(fù)順利,，已能戴著支具下地行走。

6.交大二附院順利實施頸椎3D打印鋼板經(jīng)口腔植入術(shù)

患者因顱底凹陷癥,，頸椎第一二節(jié)脫位脊髓壓迫神經(jīng),，導(dǎo)致上肢以及腿腳麻木，面臨著癱瘓在床,、生活無法自理的困境,。西安交大二附院脊柱外科（骨二科）幾位專家經(jīng)過仔細診察后發(fā)現(xiàn)，為該患者進行手術(shù)存在極大困難和非常高的風(fēng)險,，因為患者曾在外院做過后路頸椎減壓術(shù),，局部結(jié)構(gòu)已破壞，無法使用常規(guī)鋼板固定實施手術(shù),。西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院,，利用金屬3D打印工藝制成此定制鈦合金鋼板，順利完成了一次頸椎3D打印鈦合金鋼板經(jīng)口腔植入手術(shù),，這意味著全國首例頸椎3D打印鈦合金鋼板經(jīng)口腔植入手術(shù)獲得成功,，。

7.浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院完成3D打印人工椎體置換手術(shù)

浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院宣布完成首例3D打印人工椎體置換手術(shù),�,；颊咴谡憬�大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科進行就診時發(fā)現(xiàn)患有“骨化性纖維瘤”，其第10,、11節(jié)的胸椎已經(jīng)遭到明顯的侵蝕性破壞,，并出現(xiàn)病理性骨折。以骨科主任林向進為首的醫(yī)療小組在征求了患者意見后,，決定采用3D激光打印技術(shù),，量身定做了個性化的鈦合金人工椎體，并于12月3日實施了置換手術(shù),，目前患者術(shù)后恢復(fù)情況良好,。圖為12月11日在一段教學(xué)用的脊椎模型旁，浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科醫(yī)生介紹用3D激光打印技術(shù)制成的鈦合金人工椎體所置換的胸椎位置,。

8.河南完成首例3D打印胸骨植入手術(shù)

于朱先生胸骨腫瘤巨大,，目前已產(chǎn)生壓迫癥狀，必須進行手術(shù)，將腫瘤部位以及被腫瘤侵蝕的胸骨組織切除,。但是,，傳統(tǒng)的胸骨切除手術(shù)會造成患者前胸部位出現(xiàn)一個較大缺損，這導(dǎo)致心臟失去了胸骨這個防護墻,，哪怕是個輕微的擦碰都會傷及心臟,。如果采用傳統(tǒng)的骨水泥或者鈦板進行修復(fù)，術(shù)后患者會有強烈的胸部不適感,，呼吸功能和外觀美感也會造成影響,。

河南省腫瘤醫(yī)院胸外科專家成功為63歲的朱先生切除了胸部的腫瘤并植入了“私人訂制”的3D打印鈦合金胸骨肋骨復(fù)合體，幫他重建胸廓,。目前,，朱先生已康復(fù)出院,。

9.鈦合金3D打印下頜骨植入成功

江蘇的孫女士從海軍411醫(yī)院全軍口腔中心出院,，擺脫了糾纏她5年的病痛。該院全軍口腔中心主任,、上海市口腔醫(yī)學(xué)會副會長劉國勤教授告訴記者：“這是國內(nèi)首例采用鈦合金3D打印技術(shù)進行下頜骨缺損個體化功能修復(fù)的病例,，患者功能形態(tài)恢復(fù)理想�,！�

10.西京醫(yī)院成功實施鎖骨和肩胛骨3D打印假體植入

西安第四軍醫(yī)大學(xué)西京骨科醫(yī)院骨腫瘤科郭征教授帶領(lǐng)的團隊,，采用金屬3D打印技術(shù)制備出與患者鎖骨和肩胛骨完全一致的鈦合金假體，并成功植入骨腫瘤患者體內(nèi),，成為肩胛帶不定形骨重建的世界首次應(yīng)用,，標(biāo)志著3D打印個體化金屬骨骼修復(fù)技術(shù)的進一步成熟。

11.中國12歲男孩植入3D打印脊椎

北京大學(xué)研究團隊成功地12歲男孩明浩身上植入了3D打印脊椎,。據(jù)了解,，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長出了一顆惡性腫瘤。為了阻止癌細胞的擴展,，醫(yī)生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎,。不過這次的手術(shù)比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術(shù),，而是嘗試先進的3D打印技術(shù),。

    由于植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結(jié)合在一起，所以它并不需要太多的錨定,。此外,，研究人員還在上面設(shè)立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長,，換言之,，植入進去的3D打印脊椎將跟原脊柱牢牢地生長在了一起，這也意味著未來不會發(fā)生松動的情況。研究人員表示,，這種植入物可以跟現(xiàn)有骨骼非常好地結(jié)合起來,，而且還能縮短病人的康復(fù)時間。不過這里需要提醒的是,，這種3D脊椎不是所有人能在家中打印出來的,，因為其采用的原料是鈦合金粉末，而這種粉末是不能直接注入到MakerBot等這樣的3D打印機里使用,。

12.半頭人”植入3D打印頭蓋骨恢復(fù)面貌

2005年一場車禍,，讓甘肅平?jīng)鲋煜壬�的頭部嚴重損傷，顱骨被取掉近1/3,，頭部左頂顳側(cè)嚴重凹陷畸行,。陜西西安市長安醫(yī)院用最接近人骨骼的原料，通過3D打印技術(shù),，打印出的一個頭蓋骨,。手術(shù)非常成功，現(xiàn)在朱先生恢復(fù)往日面貌,。

13.甘肅男子成功接收鈦合金替代物植入手術(shù)
事38歲的甘肅籍男子周先生,，在在非洲埃塞俄比亞工作時不幸意外遭到槍擊，右下巴處嚴重受傷,，致下頜骨缺損凹陷,，牙齒也損壞了十幾顆。這不僅改變了他的臉部外形,，而且令他無法正常進食和說話,。由于受傷時當(dāng)?shù)蒯t(yī)療條件有限，周先生只對傷口做了簡單處理,，之后便被安排回國接受進一步的治療,，

回國后，周先生被轉(zhuǎn)入了西安紅十字會醫(yī)院,，成功接受了下缺損頜骨植入手術(shù),。本次手術(shù)中所使用的下頜骨植入物 — 鈦合金下頜骨正是由3D打印技術(shù)制作而成的。為了更直觀地了解需要修復(fù)的部位,，他們首先使用CT及X光得到的掃描數(shù)據(jù)制作出了周先生缺損下頜骨的3D打印模型,，然后利用模型3D打印出一個一模一樣的鈦合金下頜骨，最后通過手術(shù)將其植入患者面部的缺損部位,。這不僅會令患者的下頜骨完全恢復(fù)到以前的樣子,，而且能夠避免了使用傳統(tǒng)骨移植術(shù)后容易出現(xiàn)的移植骨壞死、局部感染等不良后果,。

14.3D打印下顎骨植入患者體內(nèi)

2015年底楊女士來到長沙解放軍163醫(yī)院就醫(yī),，10年前楊女士因下顎骨癌變不得不切除下顎骨,，用鈦合金鏈條替代，從此就過上了沒有下顎骨的生活,，不但影響到外觀,，因為沒有牙齒日常生活帶來很多不便，直到今日來到163醫(yī)院就是為了解決長久以來的困擾,。

三位專家經(jīng)過多日會診,，最終找到了六新智能通過TC照片利用3D打印技術(shù)為楊女士打印出1:1完全貼合骨骼輪廓的鈦合金下顎骨并且可以安裝牙齒，來完成下顎骨植入手術(shù),，三位專家通力合作經(jīng)過4小時的奮戰(zhàn)最終成功完成手術(shù),，術(shù)后楊女士僅用了1個月的時間就康復(fù)出院了，這在中國尚屬首例,。

15.西交大一附院完成首例3D打印鈦合金肋骨植入手術(shù)

一位患者體內(nèi)的惡性腫瘤與胸肋骨長在了一起,，手術(shù)摘除就需要切斷兩根肋骨，為實現(xiàn)肋骨的精確重建,，西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院胸外一科采用3D打印肋骨模型對手術(shù)方案進行了詳細規(guī)劃,、明確了最佳手術(shù)切口，并最終成功施行了3D打印鈦合金肋骨植入手術(shù),，該手術(shù)為西交大一附院首例金屬直接成型3D打印鈦合金假體的植入手術(shù),。

該病人的右肺上葉鱗癌侵犯局部胸壁,，已經(jīng)達到局部晚期癌癥階段,各項檢查未發(fā)現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移,。為能打印出匹配患者的肋骨、避免出現(xiàn)胸廓塌陷等術(shù)后并發(fā)癥,，創(chuàng)導(dǎo)三維的工程師在醫(yī)生的指導(dǎo)下,，聯(lián)合機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室（西安交通大學(xué)）團隊，將患者CT掃描數(shù)據(jù)通過專業(yè)三維設(shè)計軟件重建出來,，并設(shè)計出精確的肋骨模型,。

16.3D打印鈦合金胸椎植入患者身上

患者的頸椎被長達6椎節(jié)的巨大腫瘤包裹，并沿著頸椎橫向“爬”進多個節(jié)段橫突,、小關(guān)節(jié),、椎管及椎管旁大血管、頸總動脈,，嚴重擠壓脊髓,、氣管、食道……更困難的是,，現(xiàn)有的頸椎鈦網(wǎng)與鈦板內(nèi)固定器械無法滿足腫瘤切除后超長節(jié)段椎節(jié)缺損的重建,。第二軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院骨腫瘤外科（長征脊柱腫瘤中心）肖建如教授研發(fā)團隊設(shè)計3D打印鈦合金6節(jié)椎體鋼板一體化假體，應(yīng)用于頸胸椎超長節(jié)段巨大脊索瘤切除后缺損區(qū)重建獲得成功,，刷新了世界最長頸椎腫瘤椎節(jié)切除重建紀錄,。