3D 打印幫助拯救有顱骨缺陷的新生兒

導讀：在醫(yī)療領(lǐng)域中,，開展那些與大腦或頭骨有關(guān)的復雜手術(shù)，即使是在最好的醫(yī)療條件下也是一件非常困難的事,。然而,，當手術(shù)對象涉及到嬰兒和兒童，特別是新生兒時,，手術(shù)難度就會成倍增加,。

2022年8月13日，南極熊獲悉，在國外最近的一個手術(shù)案例中,，醫(yī)生們采用3D打印技術(shù)成功幫助拯救了一個有著類似情況的新生兒,。據(jù)悉，這個新生兒在出生后需要立即接受手術(shù),，以修復頭骨中的枕骨缺陷,，因為它沒有正常發(fā)育。為解決這一挑戰(zhàn),，波蘭深科技公司Sygnis SA（該公司近期收購了Zmorph）使用增材制造技術(shù)創(chuàng)建了一個3D打印模型,，這對新生嬰兒的神經(jīng)手術(shù)的成功至關(guān)重要。

除了被應用到假肢和矯形器制造上,，3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的另一主要應用方式是進行外科手術(shù)前的培訓和準備,。醫(yī)生可以通過打印出需要手術(shù)治療區(qū)域的精確復制品，在本文案例中,，患者顱骨模型是由患者的掃描制成的,。外科醫(yī)生能夠在手術(shù)前進行練習，從而降低死亡率,，尤其是對于像這樣的復雜手術(shù),。為了幫助拯救這個特殊的女嬰，醫(yī)學影像分割專家,、Kryzstof Grandys博士領(lǐng)導的波蘭e-Nable基金會的志愿者Pawel Ozga找到了Sygnis，要求其盡快創(chuàng)建模型,，并盡可能詳細,，以提高生存的可能性。這個孩子出生后立即被診斷為枕骨缺陷,，這也意味著她的部分大腦暴露在外,，這種危險的情況如果不加以治療是致命的。

△新生兒頭骨的SLA模型,，包括需要修復的缺陷（圖片來源：Sygnis SA）,。

創(chuàng)建3D打印的頭骨模型

手術(shù)前頭骨模型的制作是在2022年2月進行的。嬰兒出生后,，她在克拉科夫的大學兒童醫(yī)院接受了診斷,。3D打印的頭骨是手術(shù)前計劃的一個關(guān)鍵部分，作為在短時間內(nèi)用嬰兒頭骨的精確模型進行練習的一種方式,。事實上,，Sygnis實際上創(chuàng)建了兩個模型，一個使用SLA,，另一個使用SLS,。他們轉(zhuǎn)向這兩種不同的技術(shù)，以利用兩者的優(yōu)勢。

對于使用SLA制作的模型,，它是在SygnisFlashforge 8.9s 3D打印機上完成的,。SLA的好處是，醫(yī)生能夠根據(jù)MRI和CT掃描得到更詳細和準確的頭骨再現(xiàn),。然而,，所使用的材料并不那么堅固。這就是SLS的作用,，這個模型是在Sinterit Lisa Pro三維打印機上創(chuàng)建的,。SLS也能生產(chǎn)出高度詳細、精確的部件,，但由于使用了PA12,，這些部件更加堅固。這意味著醫(yī)生們能夠在手術(shù)前實際使用他們的工具進行練習,。此外,，由于SLS 3D打印不需要支撐結(jié)構(gòu)，而是由粉坯充當這一角色,，醫(yī)生們能夠完美地再現(xiàn)幾何上復雜的骨骼結(jié)構(gòu),。由于能夠事先用這兩個模型進行練習，醫(yī)生們能夠快速有效地準備好這個困難的手術(shù),。

除了僅憑掃描結(jié)果就能完美再現(xiàn)女嬰的頭骨外,，醫(yī)生們選擇3D打印技術(shù)的原因是它能以高效的制造速度創(chuàng)建這個1:1比例的3D打印頭骨模型。由于該缺陷在懷孕期間沒有被診斷出來,，要在最短的時間內(nèi)完成手術(shù),，時間是至關(guān)重要的。事實上,，根據(jù)Sygnis的案例研究,，他們只有96個小時的時間來制作模型、交付并讓醫(yī)生進行手術(shù)前測試,。值得慶幸的是,，使用SLA打印的頭骨只用了8小時就完成了，而使用SLS制作的頭骨則在24小時內(nèi)完成,。

△通過同時使用SLA和SLS（如圖）模型,，盡管時間緊迫，醫(yī)生還是能夠在手術(shù)前進行有效的練習（圖片來源：Sygnis SA)

手術(shù)于2月28日成功完成,，小女孩得以出院,。負責手術(shù)的外科醫(yī)生Lukasz Krakowczyk教授總結(jié)說："影像學研究對確定顱骨缺陷很有幫助。然而,，它們與皮膚缺陷并不完全吻合,，這就是為什么打印模型如此重要,。在重建顱骨缺陷的階段，3D打印也將是必不可少的,，屆時需要對骨骼重建進行完美的排列和規(guī)劃,。"

雖然最終的結(jié)果無法得知，因為這個孩子未來還需要更多的治療,，但很明顯,，由于3D打印的介入，這次手術(shù)能夠獲得成功,。Sygnis公司還期望進行更多此類合作,，因為他們進一步使用手術(shù)前模型來提高手術(shù)后的成功率。