3D打印仿生人工椎體替換手術(shù)在廣州完成

當(dāng)前,，新一輪的數(shù)字化制造浪潮已在世界各國(guó)興起,， “3D打印”將成為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù),。據(jù)了解,，3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,，尤其是骨科方面可根據(jù)病人的病變部位切除重建的需要設(shè)計(jì)個(gè)性化的重建椎體,，植入體內(nèi),，使其功能的重建，并獲得理想部位的功能,。但切除后人的脊柱如何重建?上下節(jié)段的椎體將如何固定連接?近期,，南方醫(yī)院為一名35歲男性患者成功置換了3D打印仿生人工椎體。

據(jù)了解,，這一3D打印仿生人工椎體由南方醫(yī)院脊柱骨科歷時(shí)100余天完全自主設(shè)計(jì)研發(fā),，從上千種設(shè)計(jì)方案中反復(fù)篩選測(cè)試后，確定了與患者的各項(xiàng)生理參數(shù)精準(zhǔn)匹配的方案,。該手術(shù)也是廣東首例3D打印仿生人工椎體植入手術(shù),。

男子因患脊柱腫瘤 致椎體嚴(yán)重破壞
35歲的男性患者黃某，5個(gè)月前雙下肢不明原因出現(xiàn)疼痛,、麻木,、無(wú)力等癥狀，且癥狀逐漸加重,，僅能緩慢行走,。在南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院脊柱骨科進(jìn)行相關(guān)檢查后診斷為：骨巨細(xì)胞瘤合并動(dòng)脈瘤樣骨囊腫，相應(yīng)層面椎管狹窄，壓迫脊髓,，導(dǎo)致胸12椎體及其附件骨質(zhì)破壞,。病人因脊椎腫瘤壓迫神經(jīng)，疼痛劇烈,，生活質(zhì)量嚴(yán)重下降,。

據(jù)了解，骨巨細(xì)胞瘤是一種侵襲性腫瘤,，又稱(chēng)破骨細(xì)胞瘤,。其在我國(guó)的發(fā)病率僅次于骨軟骨瘤和骨肉瘤，居骨腫瘤的第三位;絕大多數(shù)骨巨細(xì)胞瘤患者在20-40歲之間,，15歲以下罕見(jiàn)，10歲以下極罕見(jiàn);最常發(fā)生在長(zhǎng)骨的骨端,，常見(jiàn)于股骨下端,、脛骨上端與橈骨下端，呈溶骨性,，脊柱上比較少見(jiàn),。動(dòng)脈瘤樣骨囊腫又稱(chēng)良性骨動(dòng)脈瘤，具有侵襲性的骨病損;60%-75%發(fā)生于股骨上端,、椎體和附件,，主要表現(xiàn)為局部腫痛，靠近關(guān)節(jié)時(shí)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙,，侵犯胸腰椎可以出現(xiàn)疼痛和下肢萎縮,，大小便失禁甚至截癱;多發(fā)生于10-20歲年齡段的人群。

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院脊柱骨科副主任醫(yī)師鄭明輝介紹,，骨巨細(xì)胞瘤合并動(dòng)脈瘤樣骨囊腫很少見(jiàn),。面對(duì)如此棘手的腫瘤，全科室討論后認(rèn)為,，該腫瘤雖然是良性腫瘤,，但是以惡性腫瘤方式生長(zhǎng)，有可能發(fā)展為惡性腫瘤,，且該腫瘤已嚴(yán)重影響患者生活,，最好的辦法就是切除病灶椎體，置換一個(gè)新椎體,。

然而,，目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的脊柱內(nèi)固定產(chǎn)品，無(wú)法匹配病人的生理參數(shù),。如經(jīng)常用于脊柱重建固定的鈦網(wǎng),，由于過(guò)于細(xì)小，易下沉陷入骨頭中，繼而出現(xiàn)釘板系統(tǒng)斷裂可能;而市面上傳統(tǒng)的人工椎體的大小固定,，無(wú)法精準(zhǔn)匹配病人的切除部位,。

3D打印仿生人工椎體手術(shù) 使其恢復(fù)正常生活
據(jù)了解，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)病人脊柱的CT掃描數(shù)據(jù),，為患者的脊柱建立了精準(zhǔn)的3D圖像,。根據(jù)這個(gè)圖像，設(shè)計(jì)出屬于病人的個(gè)性化植入物,，并進(jìn)行3D打印,。為了使個(gè)性化定制的人工椎體與病人椎體之間更好的融合，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)二十余種承受荷載的框架結(jié)構(gòu),，數(shù)十種骨小梁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，圓柱形、腎形,、笑臉型,、香蕉型等十余種外形及大小，組合達(dá)到上千種,。

最后,，經(jīng)過(guò)測(cè)試篩選，結(jié)合該患者為單節(jié)段椎體破壞,，并且位于胸12(胸腰段),，治療團(tuán)隊(duì)選擇了一體化結(jié)構(gòu)、12面體骨小梁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),、原始椎體,。與黃生自己的椎體形狀一致，與人自身的骨頭一樣有著致密的小孔隙,，孔隙率達(dá)到75%,，有利于骨細(xì)胞在其中生長(zhǎng)。椎體中有一個(gè)空腔,，用于注入患者自身的骨泥,，骨泥也可誘導(dǎo)患者自身骨頭的生長(zhǎng)，將植入的椎體與自身的骨頭緊密黏合,。

據(jù)了解,，治療團(tuán)隊(duì)通過(guò)患者術(shù)前脊柱CT，同時(shí)應(yīng)用“逆向形技術(shù)”獲取臨近椎體終板形態(tài)作為人工椎體的上下面,，這樣可以讓人工椎體與患者脊柱骨界面完全貼合,，提高其接觸面積、降低內(nèi)植入物與骨界面應(yīng)力,，減少甚至避免終板骨折,、人工椎體下沉。

“人工椎體堅(jiān)強(qiáng)的內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)支撐力，能夠通過(guò)人工椎體輕松承載人體上半身重量,，不僅恢復(fù)脊柱整體高度,，同時(shí)提高脊柱整體穩(wěn)定性，減少脊柱內(nèi)固定松動(dòng)和斷裂的風(fēng)險(xiǎn),。這樣患者術(shù)后盡早下地活動(dòng)甚至進(jìn)入正常生活,。”

由于腫瘤所在的位置血管豐富,，2月6日,，在人工椎體置換手術(shù)的前一天，治療團(tuán)隊(duì)為黃生進(jìn)行了血管栓塞術(shù),，堵住腫瘤段的供血血管,，以減少術(shù)中出血。

2月7日,，置換手術(shù)正式進(jìn)行,。醫(yī)生從黃生的后背入路，切除胸12椎體,。此時(shí)，脊髓沒(méi)有了椎體的保護(hù)暴露在外,。醫(yī)生將3D打印仿生人工椎體輕輕旋入,，“填補(bǔ)”了脊柱的空缺。

該院脊柱骨科副主任瞿東濱介紹,，3D仿生人工椎體比患者自身的椎體要略小,，這樣在手術(shù)時(shí)就可以從手術(shù)區(qū)域旋進(jìn)上下兩段椎體之間，而不會(huì)傷到脊髓,。

3D打印的鈦合金仿生人工椎體,，植入黃先生體內(nèi)的就是這樣的人工椎體，上面由螺釘與脊柱固定,，在為椎管減壓后,，接著，手術(shù)團(tuán)隊(duì)在仿生人工椎體的中部空腔中注入患者自身的骨泥,。植骨完成后,，接著用螺釘內(nèi)固定住患者的椎弓根。

最后,，在手術(shù)團(tuán)隊(duì)和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的共同努力下,，手術(shù)取得圓滿(mǎn)成功，患者術(shù)后3天便可自由下地活動(dòng),，獲得理想的治療效果,。

據(jù)悉，該3D打印仿生人工椎體/間盤(pán)一體化植入物已擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,。鄭明輝表示,，通過(guò)3D打印仿生人工椎體的設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)摸索了一套優(yōu)化流程,，目前可以將從患者獲取病變椎體參數(shù)開(kāi)始到最后個(gè)性化3D打印仿生人工椎體完工控制在2周左右,。該3D打印仿生人工椎體已擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,。(圖片由南方醫(yī)院提供)

來(lái)源：金羊網(wǎng)