近日,四川大學(xué)華西醫(yī)院骨科,一塊用3D打印技術(shù)制作的髕骨假體,被植入54歲的患者胥大姐的右腿膝蓋處,這塊由特殊金屬和塑料材質(zhì)所做成的“新骨頭”,取代了原本長滿了腫瘤的骨頭,還會(huì)和肌腱等重新生長在一起,讓胥大姐預(yù)后的膝關(guān)節(jié)仍然活動(dòng)自如。手術(shù)前胥大姐并不知道,在自己膝蓋里的這塊金屬骨頭,是世界上第一例3D打印的髕骨假體。
兩年前,胥大姐確診骨巨細(xì)胞瘤,去年復(fù)發(fā),髕骨上長滿了腫瘤,如果切除的話,胥大姐從此就與拐杖離不開了。四川大學(xué)華西醫(yī)院骨科屠重棋教授團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù),為胥大姐重做了髕骨假體,保住了她的活動(dòng)功能。據(jù)查詢國內(nèi)外相關(guān)論文和報(bào)道,此前未見過相關(guān)病例的報(bào)道。
患者髕骨骨腫瘤的檢查結(jié)果 患者術(shù)前照片,右膝上鼓有一個(gè)大包 骨癌手術(shù)后復(fù)發(fā)
切除髕骨面臨殘疾風(fēng)險(xiǎn)
兩年前,家住巴中的胥大姐突然覺得右腿膝蓋特別疼,一直以為是關(guān)節(jié)炎,心里沒怎么在意,直到后來越來越疼,幾乎下不了地走路,這才去醫(yī)院做檢查,醫(yī)生發(fā)現(xiàn),胥大姐的右腿膝蓋上的髕骨上長有腫瘤,確診為骨巨細(xì)胞瘤,建議她做手術(shù)。
“結(jié)果過了幾個(gè)月,又覺得不對勁,醫(yī)生說是復(fù)發(fā)了?!瘪愦蠼阏f,膝蓋上鼓起一個(gè)包,醫(yī)生建議觀察3個(gè)月,可能還是要做手術(shù)。不放心的家里人將胥大姐送到川大華西醫(yī)院骨科就診。
檢查發(fā)現(xiàn),骨細(xì)胞瘤已經(jīng)長滿了胥大姐的髕骨,邊緣破壞,且有軟組織包塊。“單純地再次刮除后植骨手術(shù)還是容易復(fù)發(fā),最好是整塊切除髕骨。”川大華西醫(yī)院骨科副主任、主任醫(yī)師屠重棋教授介紹說,髕骨上的腫瘤,發(fā)病率低,所以通常的治療方式就是切除。但是整塊切除后,對于患者來說,行走功能必然受到影響。“單純切除會(huì)有一塊很大的缺損,沒辦法用力,至少是需要拄拐杖。”
髕骨,也就是大家通常理解的膝蓋骨,連接了周圍重要的肌腱組織,既傳遞了肌肉力量,幫助完成了走路、下蹲等屈膝動(dòng)作,又對膝關(guān)節(jié)形成保護(hù)作用,如果沒有髕骨,人體的活動(dòng)功能就會(huì)受到影響。
3D打印髕骨模型CAD輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化 3D打印植入髕骨假體
數(shù)百微米的微孔幫助骨頭和金屬“長”在一起
“我們建議,用3D打印技術(shù)做一個(gè)假體,對于她來說,是最好的方案?!蓖乐仄逭f,經(jīng)過患者和家屬同意后,醫(yī)生根據(jù)胥大姐左腿髕骨的鏡像結(jié)構(gòu),利用3D打印技術(shù),“復(fù)制”了一個(gè)新的髕骨。
別看髕骨不過雞蛋大小,但其實(shí)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。屠重棋介紹說,髕骨是個(gè)不規(guī)則的三角形,有一定的弧度,且厚薄不一,因此,3D打印髕骨最難的部分,是對髕骨的測量,包括最大高、最大寬、最大厚、髕骨關(guān)節(jié)面高、髕骨內(nèi)關(guān)節(jié)面寬、髕骨外關(guān)節(jié)面寬等數(shù)據(jù)。屠重棋教授團(tuán)隊(duì)前期通過對健側(cè)髕骨解剖數(shù)據(jù)的測量,反向生成健側(cè)髕骨模型,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化,并將周圍重要肌肉、肌腱、韌帶等充分考慮進(jìn)去,形成最終的3D打印模型,完成“量體裁衣”特制,整個(gè)制作過程,差不多用了兩周時(shí)間。
“第一要考慮外形,第二是金屬厚度,能夠承受多大的力量不變形。”屠重棋說,同時(shí),金屬直接和軟骨磨合很容易受損,因此使用了聚乙烯材質(zhì)的墊片,“這個(gè)墊片的柔軟度和軟骨很接近,即便以后發(fā)生磨損,更換墊片就是?!?br />
讓人覺得神奇的是,金屬材質(zhì)的新“髕骨”不僅僅是植入關(guān)節(jié)處,更重要的是,會(huì)和人體原有的軟組織“鉚合”,“紐扣式”地生長成為一體,“秘密武器”在于假體上無數(shù)個(gè)只有數(shù)百微米的細(xì)小的孔洞,“大的孔洞用于縫合,肌腱等軟組織會(huì)慢慢地長進(jìn)小微孔里,骨細(xì)胞、軟組織和原本的組織融為一體,就不會(huì)影響原來的活動(dòng)功能了。”3D打印技術(shù)的“鉚合”,和骨科常用的“骨水泥”材料相比,除了不易松動(dòng)外,使用壽命也更長,“理論上說,二三十年沒有問題?!?br />
4月3日,屠重棋團(tuán)隊(duì)為胥大姐做了手術(shù),歷時(shí)2個(gè)小時(shí)。屠重棋說,經(jīng)過2至4周生長期,胥大姐就可以下地活動(dòng)了,恢復(fù)期一般在1個(gè)月半至3個(gè)月,“未來正常的輕體力活動(dòng),完全沒有問題?!?br />
胥大姐的腿部安裝有保護(hù)支架,幫助愈合 屠重棋檢查患者手術(shù)部位 華西醫(yī)院已完成50多例3D打印金屬假體植入
早在2015年10月,屠重棋教授團(tuán)隊(duì)就成功完成世界首例“3D打印保留膝關(guān)節(jié)脛骨干金屬骨小梁假體重建術(shù)”,為患有“骨母細(xì)胞型骨肉瘤”的19歲小伙保留了完好的膝關(guān)節(jié)功能,如今依然活動(dòng)自如。
每個(gè)人的骨骼形態(tài)都存在差異,而傳統(tǒng)的骨關(guān)節(jié)假體和植入物都是成批制造的,固定型號的,因此很難做到與每個(gè)人匹配,這給手術(shù)帶來一些困難,而3D打印可以實(shí)現(xiàn)“個(gè)體化”,也就是根據(jù)你的骨骼形態(tài)設(shè)計(jì)制造符合你身體的假體。
屠重棋教授團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù),成功完成各種生物型假體的定制并臨床應(yīng)用,截至目前,屠重棋教授及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成50余例3D打印金屬假體的植入,包括半腕關(guān)節(jié)金屬假體、半骨盆假體、距骨假體、跟骨假體、脛骨干假體、全尺骨假體等治療腫瘤性骨缺損。術(shù)后隨訪可見假體—骨界面已有骨長入,實(shí)現(xiàn)生物界面整合,手術(shù)效果達(dá)到預(yù)期。
成都商報(bào)客戶端記者 于遵素 攝影報(bào)道 部分圖片由受訪者提供
文章轉(zhuǎn)載自:成都商報(bào)
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特殊金屬和塑料材質(zhì) 看材料就不是一般的機(jī)器了
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