當前，3D打印技術方興未艾。在醫(yī)學領域，尤其是骨科方面，可以根據(jù)病人的需要設計個性化的椎體，重新植入體內(nèi)，使其功能重建并獲得理想部位的功能。日前，南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院為一名患者成功進行了3D打印仿生人工椎體置換手術。
來自潮陽的35歲黃某是一個漁民，是家中的主要勞動力。但是5個月前，他雙下肢出現(xiàn)不明原因的疼痛、麻木、無力等癥狀，且癥狀逐漸加重，僅能緩慢行走。在南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院脊柱骨科進行相關檢查后診斷為骨巨細胞瘤合并動脈瘤樣骨囊腫，相應層面椎管狹窄，壓迫脊髓，導致胸12椎體及其附件骨質(zhì)破壞。
據(jù)了解，骨巨細胞瘤是一種侵襲性腫瘤，又稱破骨細胞瘤，在我國是第三大骨腫瘤，動脈瘤樣骨囊腫又稱良性骨動脈瘤，具有侵襲性的骨病損。南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院脊柱骨科副主任醫(yī)師鄭明輝介紹，骨巨細胞瘤合并動脈瘤樣骨囊腫很少見。腫瘤對該患者骨組織的破壞造成椎體強度下降，椎體高度丟失，繼而出現(xiàn)腰背部疼痛癥狀，同時部分腫瘤組織突破進入椎管，造成脊髓、神經(jīng)受壓，患者有雙下肢感覺、運動減退癥狀進行性加重。
經(jīng)過醫(yī)院各科室詳細評估黃某病情，認為手術指證明確，要把腫瘤侵犯的一節(jié)椎體進行全椎體切除、椎體置換。然而，用于現(xiàn)有脊柱內(nèi)固定產(chǎn)品的標準無法匹配病人的生理參數(shù)，且易出現(xiàn)內(nèi)植入物下沉，繼而出現(xiàn)釘板系統(tǒng)斷裂的可能。為了解決這個難題，治療團隊決定根據(jù)患者的情況，為他特制一個人工椎體。
研究團隊根據(jù)病人脊柱的CT掃描數(shù)據(jù)，為黃某的脊柱建立了精準的3D圖像。根據(jù)這個圖像，設計出屬于黃某的個性化植入物，并進行3D打印。經(jīng)過數(shù)百次修改、模擬、再修改，經(jīng)過測試篩選，結合該患者為單節(jié)段椎體破壞，并且位于胸12(胸腰段)，治療團隊選擇了一體化結構、12面體骨小梁拓撲結構、原始椎體、75%孔隙率的人工椎體。
“人工椎體堅強的內(nèi)部框架結構支撐力，能夠通過人工椎體輕松承載人體上半身重量，不僅恢復脊柱整體高度，同時提高脊柱整體穩(wěn)定性，減少脊柱內(nèi)固定松動和斷裂的風險。這樣患者術后可盡早下地活動甚至進入正常生活?！弊詈螅谑中g團隊和設計團隊的共同努力下，手術取得圓滿成功，黃某術后3天便可自由下地活動。
鄭明輝介紹，脊柱腫瘤、脊柱嚴重爆裂性骨折等所致椎體嚴重破壞的病患，治療方法主要為全椎體切除術。但這種手術會嚴重破壞脊柱生物力學的穩(wěn)定性，凡是接受了全椎體切除術者，都需要重建脊柱穩(wěn)定性，也就是在切除的椎體處植入人工椎體。不過，傳統(tǒng)的人工椎體并非針對患者個性化設計，而是早已按型號機器加工設計好的，大小匹配不合適，人工椎體上下面與人體本身的椎體不能完全接觸，受力不均勻，容易出現(xiàn)終板骨折、內(nèi)固定下沉，嚴重影響其支撐力度，達不到理性的遠期效果，有時需再次手術，再次手術時由于瘢痕生長，手術難度很大，風險高。
3D 打印個體化制備的置入物進行組織缺損的修復，可以大大提高外科手術的精確性與安全性。
鄭明輝表示，通過3D打印仿生人工椎體的設計，團隊摸索了一套優(yōu)化流程，目前可以將從患者獲取病變椎體參數(shù)開始，到最后個性化3D打印仿生人工椎體完工控制在2周左右。
