日前，在陸軍軍醫(yī)大學西南醫(yī)院關節(jié)外科，84歲的張金貴老人接受了全球第一例個體化3D打印鉭金屬墊塊修復巨大骨缺損膝關節(jié)翻修手術。術后第一天，老人就能在幫助下下床活動、行走，預計手術后4至6天，老人就可出院進行后續(xù)康復治療、訓練。
據(jù)介紹，我國骨關節(jié)炎發(fā)病率約為2.2%至3.5%，據(jù)統(tǒng)計40至49歲與50至59歲人群發(fā)病率約為27%和62%。僅僅在西南醫(yī)院關節(jié)外科，每年就要進行約400例膝關節(jié)置換手術。
“全膝關節(jié)置換術是治療終末期膝關節(jié)疾病的最有效的方法之一，可減輕疼痛、恢復關節(jié)功能，提高患者生活質(zhì)量。”該手術主刀醫(yī)生、西南醫(yī)院關節(jié)外科主任楊柳教授表示。關節(jié)置換后，由于術后感染、無菌性松動、骨溶解等并發(fā)癥往往造成關節(jié)周圍骨缺損。傳統(tǒng)的骨水泥、異體或自體骨植骨等技術均存在各種問題，影響假體穩(wěn)定性和壽命。更困難的是，骨缺損的形態(tài)千差萬別，使用現(xiàn)有的模塊化金屬墊塊無法充分填充與重建缺損骨結(jié)構，導致臨床翻修巨大骨缺損膝關節(jié)手術的療效受到影響。
近幾年來，計算機輔助設計+3D打印的個性化移植物處理巨大骨缺損成為了熱點技術話題。據(jù)了解，鉭金屬具有更佳的生物相容性和骨長入效果，更適合作為植入人體內(nèi)的金屬材料。然而目前全球?qū)W術界所報道的人體關節(jié)金屬置入物均以鈦合金為主，這是由于鉭金屬熔點非常高(超過3000攝氏度)，超過目前市售金屬3D打印機極限，無法實施鉭金屬3D打印。
西南醫(yī)院關節(jié)外科主任楊柳教授主持國家重點研發(fā)計劃“個性化多孔鉭植入假體粉床電子束增材制造關鍵技術”，和臨床應用研發(fā)團隊與國內(nèi)3D打印企業(yè)通力合作，于日前攻克了這一技術難題，生產(chǎn)出鉭金屬3D打印多孔墊塊。
楊柳教授介紹，完成這一手術的關鍵在于墊塊的計算機輔助設計和金屬3D打印的精準度。該團隊在術前通過對患者進行精準的三維CT掃描獲得骨骼正常和缺損的數(shù)據(jù)，利用三維重建系統(tǒng)，在計算機上建立患者骨骼形態(tài)，比對正常側(cè)，模擬假體植入，依托關節(jié)外科實驗室已經(jīng)開展的3D打印模擬臨床經(jīng)驗，根據(jù)病人術前缺損骨骼狀態(tài)及醫(yī)工協(xié)作的討論方案，3D打印重建出病人骨骼模型，通過“ITI(ImageToImplant)”醫(yī)生-工程師的醫(yī)工交互平臺反復修改設計方案，并與企業(yè)密切合作，為患者量身定制出修補嚴重骨缺損的個體化3D打印鉭金屬墊塊。
據(jù)介紹，各方合作為患者量身定制的3D打印鉭金屬墊塊良好的貼合度和表面粗糙度完美填充了巨大骨缺損，確保了骨缺損后鉭金屬墊塊植入的初始穩(wěn)定性，表面粗糙多孔的金屬骨小梁設計又可以使自體骨快速長入金屬孔隙內(nèi)，從而獲得假體與自體骨的長期穩(wěn)定，手術的操作流程大大簡化，手術時間大幅縮減，并減少了手術并發(fā)癥，也使得假體植入后的長期穩(wěn)定性得到有效保證。（記者 黃宇 通訊員 何雷）
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