南極熊盤點(diǎn)——國內(nèi)醫(yī)療機(jī)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(shí)例有：人體植入物,、手術(shù)導(dǎo)板,、醫(yī)療器械等,。每個(gè)人的骨骼形態(tài)都是獨(dú)一無二的,，3D打印技術(shù)能夠根據(jù)每個(gè)人原生骨骼的特征進(jìn)行個(gè)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(jī)構(gòu)有比較成功的臨床案例,。接下來南極熊就主要盤點(diǎn)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(gè)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(gè)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(gè)3D打印多節(jié)段胸腰椎植入物完成長達(dá)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(shí)利用金屬3D打印人工椎體在結(jié)構(gòu)上可以任意設(shè)計(jì)的便利，專門設(shè)計(jì)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(qiáng),，在力學(xué)性能上達(dá)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(dòng),，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(xì)胞長入其中，最終二者融為一體,，從而實(shí)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(gè)小時(shí)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(xì)胞瘤患者實(shí)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(gè)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(jìn)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(bǔ)了云南運(yùn)動(dòng)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(gè)體化截骨，其在手術(shù)時(shí)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(xiǎn)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(yán)重的畸形問題進(jìn)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(gè)取舍的抉擇：是要固定的牢還是要術(shù)后活動(dòng)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(yùn)用3D打印技術(shù),，他設(shè)計(jì)的新術(shù)式完美的兼顧了牢固與靈活兩個(gè)特點(diǎn),，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(jī)加工制造工藝無法實(shí)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(yán)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(jìn)行。日前,，長沙市第三醫(yī)院運(yùn)用3D打印技術(shù),，為一名患有頸椎惡性腫瘤實(shí)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(shí)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?jiān)诖�,、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(xì)診察后發(fā)現(xiàn),，為該患者進(jìn)行手術(shù)存在極大困難和非常高的風(fēng)險(xiǎn),，因?yàn)榛颊咴�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(shí)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),。患者在浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科進(jìn)行就診時(shí)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(jìn)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(gè)性化的鈦合金人工椎體,，并于12月3日實(shí)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(jìn)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(huì)造成患者前胸部位出現(xiàn)一個(gè)較大缺損,，這導(dǎo)致心臟失去了胸骨這個(gè)防護(hù)墻，哪怕是個(gè)輕微的擦碰都會(huì)傷及心臟,。如果采用傳統(tǒng)的骨水泥或者鈦板進(jìn)行修復(fù),，術(shù)后患者會(huì)有強(qiáng)烈的胸部不適感,，呼吸功能和外觀美感也會(huì)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(huì)副會(huì)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(jìn)行下頜骨缺損個(gè)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(shí)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(tuán)隊(duì)，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(gè)體化金屬骨骼修復(fù)技術(shù)的進(jìn)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(tuán)隊(duì)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(xì)胞的擴(kuò)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(jìn)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(jìn)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(huì)發(fā)生松動(dòng)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(shí)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?yàn)槠洳捎玫脑�料是鈦合金粉��,，而這種粉末是不能直接注入到MakerBot等這樣的3D打印機(jī)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(yán)重?fù)p傷,，顱骨被取掉近1/3,，頭部左頂顳側(cè)嚴(yán)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(gè)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(shí)不幸意外遭到槍擊,，右下巴處嚴(yán)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(jìn)食和說話。由于受傷時(shí)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(jìn)一步的治療，

回國后,，周先生被轉(zhuǎn)入了西安紅十字會(huì)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(gè)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(huì)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?yàn)闆]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(huì)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(shí)的奮戰(zhàn)最終成功完成手術(shù)，術(shù)后楊女士僅用了1個(gè)月的時(shí)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(shí)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(jìn)行了詳細(xì)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(dá)到局部晚期癌癥階段,各項(xiàng)檢查未發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（西安交通大學(xué)）團(tuán)隊(duì)，將患者CT掃描數(shù)據(jù)通過專業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件重建出來,，并設(shè)計(jì)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(dá)6椎節(jié)的巨大腫瘤包裹,，并沿著頸椎橫向“爬”進(jìn)多個(gè)節(jié)段橫突,、小關(guān)節(jié)、椎管及椎管旁大血管,、頸總動(dòng)脈,，嚴(yán)重?cái)D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(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(jì)錄。