3D 打印幫助拯救有顱骨缺陷的新生兒

導(dǎo)讀：在醫(yī)療領(lǐng)域中，開展那些與大腦或頭骨有關(guān)的復(fù)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(dāng)手術(shù)對(duì)象涉及到嬰兒和兒童,，特別是新生兒時(shí),，手術(shù)難度就會(huì)成倍增加。

2022年8月13日,，南極熊獲悉,，在國(guó)外最近的一個(gè)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(gè)有著類似情況的新生兒,。據(jù)悉,，這個(gè)新生兒在出生后需要立即接受手術(shù)，以修復(fù)頭骨中的枕骨缺陷,，因?yàn)樗鼪](méi)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(gòu)了Zmorph）使用增材制造技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)3D打印模型,，這對(duì)新生嬰兒的神經(jīng)手術(shù)的成功至關(guān)重要,。

除了被應(yīng)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(yīng)用方式是進(jìn)行外科手術(shù)前的培訓(xùn)和準(zhǔn)備,。醫(yī)生可以通過(guò)打印出需要手術(shù)治療區(qū)域的精確復(fù)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(jìn)行練習(xí)，從而降低死亡率,，尤其是對(duì)于像這樣的復(fù)雜手術(shù),。為了幫助拯救這個(gè)特殊的女嬰，醫(yī)學(xué)影像分割專家,、Kryzstof Grandys博士領(lǐng)導(dǎo)的波蘭e-Nable基金會(huì)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(xì),，以提高生存的可能性,。這個(gè)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(xiǎn)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(fù)的缺陷（圖片來(lái)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(jìn)行的,。嬰兒出生后,，她在克拉科夫的大學(xué)兒童醫(yī)院接受了診斷。3D打印的頭骨是手術(shù)前計(jì)劃的一個(gè)關(guān)鍵部分,，作為在短時(shí)間內(nèi)用嬰兒頭骨的精確模型進(jìn)行練習(xí)的一種方式,。事實(shí)上，Sygnis實(shí)際上創(chuàng)建了兩個(gè)模型,，一個(gè)使用SLA,，另一個(gè)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(shì),。

對(duì)于使用SLA制作的模型，它是在SygnisFlashforge 8.9s 3D打印機(jī)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(xì)和準(zhǔn)確的頭骨再現(xiàn)。然而,，所使用的材料并不那么堅(jiān)固,。這就是SLS的作用，這個(gè)模型是在Sinterit Lisa Pro三維打印機(jī)上創(chuàng)建的,。SLS也能生產(chǎn)出高度詳細(xì),、精確的部件，但由于使用了PA12,，這些部件更加堅(jiān)固,。這意味著醫(yī)生們能夠在手術(shù)前實(shí)際使用他們的工具進(jìn)行練習(xí)。此外,，由于SLS 3D打印不需要支撐結(jié)構(gòu),，而是由粉坯充當(dāng)這一角色，醫(yī)生們能夠完美地再現(xiàn)幾何上復(fù)雜的骨骼結(jié)構(gòu),。由于能夠事先用這兩個(gè)模型進(jìn)行練習(xí),，醫(yī)生們能夠快速有效地準(zhǔn)備好這個(gè)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(gè)1:1比例的3D打印頭骨模型,。由于該缺陷在懷孕期間沒(méi)有被診斷出來(lái)，要在最短的時(shí)間內(nèi)完成手術(shù),，時(shí)間是至關(guān)重要的,。事實(shí)上，根據(jù)Sygnis的案例研究,，他們只有96個(gè)小時(shí)的時(shí)間來(lái)制作模型,、交付并讓醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)前測(cè)試,。值得慶幸的是，使用SLA打印的頭骨只用了8小時(shí)就完成了,，而使用SLS制作的頭骨則在24小時(shí)內(nèi)完成,。

△通過(guò)同時(shí)使用SLA和SLS（如圖）模型，盡管時(shí)間緊迫,，醫(yī)生還是能夠在手術(shù)前進(jìn)行有效的練習(xí)（圖片來(lái)源：Sygnis SA)

手術(shù)于2月28日成功完成,，小女孩得以出院。負(fù)責(zé)手術(shù)的外科醫(yī)生Lukasz Krakowczyk教授總結(jié)說(shuō)："影像學(xué)研究對(duì)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(shí)需要對(duì)骨骼重建進(jìn)行完美的排列和規(guī)劃,。"

雖然最終的結(jié)果無(wú)法得知,，因?yàn)檫@個(gè)孩子未來(lái)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(jìn)行更多此類合作,，因?yàn)樗麄冞M(jìn)一步使用手術(shù)前模型來(lái)提高手術(shù)后的成功率,。