近日,四川大學華西醫(yī)院骨科,一塊用3D打印技術制作的髕骨假體,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,還會和肌腱等重新生長在一起,讓胥大姐預后的膝關節(jié)仍然活動自如。手術前胥大姐并不知道,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,胥大姐確診骨巨細胞瘤,去年復發(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。四川大學華西醫(yī)院骨科屠重棋教授團隊利用3D打印技術,為胥大姐重做了髕骨假體,保住了她的活動功能。據(jù)查詢國內(nèi)外相關論文和報道,此前未見過相關病例的報道。
患者髕骨骨腫瘤的檢查結果 患者術前照片,右膝上鼓有一個大包 骨癌手術后復發(fā)
切除髕骨面臨殘疾風險
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,確診為骨巨細胞瘤,建議她做手術。
“結果過了幾個月,又覺得不對勁,醫(yī)生說是復發(fā)了?!瘪愦蠼阏f,膝蓋上鼓起一個包,醫(yī)生建議觀察3個月,可能還是要做手術。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?!皢渭兊卦俅喂纬笾补鞘中g還是容易復發(fā),最好是整塊切除髕骨?!贝ù笕A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?!皢渭兦谐龝幸粔K很大的缺損,沒辦法用力,至少是需要拄拐杖?!?br />
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、下蹲等屈膝動作,又對膝關節(jié)形成保護作用,如果沒有髕骨,人體的活動功能就會受到影響。
3D打印髕骨模型CAD輔助設計和優(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打印技術做一個假體,對于她來說,是最好的方案。”屠重棋說,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構,利用3D打印技術,“復制”了一個新的髕骨。
別看髕骨不過雞蛋大小,但其實結構很復雜。屠重棋介紹說,髕骨是個不規(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、髕骨關節(jié)面高、髕骨內(nèi)關節(jié)面寬、髕骨外關節(jié)面寬等數(shù)據(jù)。屠重棋教授團隊前期通過對健側髕骨解剖數(shù)據(jù)的測量,反向生成健側髕骨模型,計算機輔助設計不斷優(yōu)化,并將周圍重要肌肉、肌腱、韌帶等充分考慮進去,形成最終的3D打印模型,完成“量體裁衣”特制,整個制作過程,差不多用了兩周時間。
“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,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”不僅僅是植入關節(jié)處,更重要的是,會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)個只有數(shù)百微米的細小的孔洞,“大的孔洞用于縫合,肌腱等軟組織會慢慢地長進小微孔里,骨細胞、軟組織和原本的組織融為一體,就不會影響原來的活動功能了?!?D打印技術的“鉚合”,和骨科常用的“骨水泥”材料相比,除了不易松動外,使用壽命也更長,“理論上說,二三十年沒有問題?!?br />
4月3日,屠重棋團隊為胥大姐做了手術,歷時2個小時。屠重棋說,經(jīng)過2至4周生長期,胥大姐就可以下地活動了,恢復期一般在1個月半至3個月,“未來正常的輕體力活動,完全沒有問題。”
胥大姐的腿部安裝有保護支架,幫助愈合 屠重棋檢查患者手術部位 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,屠重棋教授團隊就成功完成世界首例“3D打印保留膝關節(jié)脛骨干金屬骨小梁假體重建術”,為患有“骨母細胞型骨肉瘤”的19歲小伙保留了完好的膝關節(jié)功能,如今依然活動自如。
每個人的骨骼形態(tài)都存在差異,而傳統(tǒng)的骨關節(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人匹配,這給手術帶來一些困難,而3D打印可以實現(xiàn)“個體化”,也就是根據(jù)你的骨骼形態(tài)設計制造符合你身體的假體。
屠重棋教授團隊利用3D打印技術,成功完成各種生物型假體的定制并臨床應用,截至目前,屠重棋教授及其團隊已經(jīng)完成50余例3D打印金屬假體的植入,包括半腕關節(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。術后隨訪可見假體—骨界面已有骨長入,實現(xiàn)生物界面整合,手術效果達到預期。
成都商報客戶端記者 于遵素 攝影報道 部分圖片由受訪者提供
文章轉載自:成都商報
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特殊金屬和塑料材質(zhì) 看材料就不是一般的機器了
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