骨科妙用3D打印技術(shù)

王黎明

每一件3D打印的假體都是藝術(shù)品

60歲的陳先生9個(gè)月前下樓時(shí)不慎摔了一跤，頓時(shí)整個(gè)左髖部連著整條腿都動(dòng)彈不得，特別疼痛，陳先生被送到家附近的醫(yī)院，檢查顯示陳先生髖部已經(jīng)是左髖臼粉碎性骨折。

陳先生說，當(dāng)時(shí)這條腿整個(gè)走不起來路，而且短了將近兩三厘米，幾家大醫(yī)院都去過，醫(yī)生都認(rèn)為手術(shù)難度比較大。陳先生也在醫(yī)生建議下嘗試進(jìn)行了牽引等一些保守治療，可是效果不明顯。后來，在朋友的介紹下，陳先生來到醫(yī)院骨科進(jìn)行治療，醫(yī)生運(yùn)用最新治療技術(shù)和設(shè)備，為陳先生設(shè)計(jì)了治療方案，利用3D打印了陳先生的多孔人工髖臼假體，順利地進(jìn)行了手術(shù)，術(shù)后3天疼痛明顯減輕，然后基本就不疼了，腿也能自己彎曲，解決了行走問題。

將患者需手術(shù)部位的影像數(shù)據(jù)傳入電腦進(jìn)行處理，并連接到專門3D打印機(jī)。經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)以后，用一種可再生可降解的材料，將它1：1地以仿真模型的形式打印出來。3D打印目前最大的特點(diǎn)在于手術(shù)極具個(gè)性化，各人的骨頭生長(zhǎng)、關(guān)節(jié)面等情況都不相同，可以根據(jù)患者的具體病情，打造最適合患者的人造部位。目前，3D打印的定制化假體使用的是鈦合金材料。鈦合金材料的理化性質(zhì)較為理想，比如它的彈性模量是金屬中最接近骨的材料之一，它的生物相容性也很高，在臨床上已經(jīng)廣泛應(yīng)用于骨科的內(nèi)固定鋼板、人工關(guān)節(jié)、脊柱內(nèi)固定，口腔科的種植牙根，頜面外科的頜面修復(fù)體等?？梢哉f每一件3D打印的假體都是精美的藝術(shù)品。

既然3D技術(shù)能打印骨骼，那是否意味著骨腫瘤或者骨折的患者，都可以采用該技術(shù)來做替代骨骼？

從理論上講是可以的，但一般情況下，這種技術(shù)應(yīng)用在復(fù)雜部位的骨頭上很難，比如骨頭形態(tài)結(jié)構(gòu)不規(guī)則等，像簡(jiǎn)單的肱骨、股骨等，用傳統(tǒng)技術(shù)做成的假體就可以使用；其次，要看患者的身體情況。

術(shù)前演練確保手術(shù)精準(zhǔn)

3D打印技術(shù)除了打印假體幫助患者手術(shù)修復(fù)病變之處，在骨科臨床中3D打印技術(shù)還能為醫(yī)生提前進(jìn)行手術(shù)演練。就和士兵上戰(zhàn)場(chǎng)都要進(jìn)行演習(xí)一樣，如果做手術(shù)之前可以提前演練的話，在真正進(jìn)行手術(shù)時(shí)就可以縮短手術(shù)時(shí)間，手術(shù)的效果也會(huì)更好，對(duì)于患者來說真的是一個(gè)很大的福音。

朱先生是一位惡性腫瘤患者。術(shù)前，由于惡性腫瘤生長(zhǎng)的位置特殊，周圍牽扯的血管很多，僅憑X線片難以估測(cè)手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，醫(yī)院為他進(jìn)行了腫瘤的3D打印。將腫瘤實(shí)體模型打印出來后，醫(yī)生提前演練，確定如何動(dòng)刀，確保手術(shù)時(shí)更加精準(zhǔn)。最后，這個(gè)難度很高的手術(shù)取得了成功。

骨科醫(yī)生通過模型，可以在術(shù)前了解這個(gè)病變的骨頭有多長(zhǎng)、情況怎樣，應(yīng)該在哪個(gè)部位安裝鋼板、鋼釘，安裝幾顆釘?shù)染唧w細(xì)節(jié)。然后，就可以運(yùn)用這個(gè)模型進(jìn)行模擬手術(shù)，制訂出科學(xué)、詳細(xì)的手術(shù)計(jì)劃。3D打印出來的模型，并不是植入到人體里，而是運(yùn)用這仿真模型做好術(shù)前的診治方案。

相比以前，在做這類手術(shù)時(shí)，醫(yī)生通常要做一些輔助檢查，作為手術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)。比如照X線片、CT影像、核磁共振等。相對(duì)來說，這些檢查最終呈現(xiàn)出來都是二維的圖像，沒有辦法給出一個(gè)真實(shí)的、立體的感覺，對(duì)患者的傷情還原也不是很清晰全面。在運(yùn)用了3D打印技術(shù)后，這個(gè)問題就得到了很好的解決。比如陳先生的多孔人工髖臼，以前傳統(tǒng)的手術(shù)方法是，要先打開手術(shù)部位，找到病變區(qū)域，才能具體進(jìn)行手術(shù)。耗費(fèi)時(shí)間，也會(huì)加大出血量。通過3D打印技術(shù)，骨頭損壞情況80%～90%可以真實(shí)地立體地呈現(xiàn)和復(fù)制出來?？煽s短手術(shù)時(shí)間、減少出血量、減少手術(shù)程序?；颊呖祻?fù)也比較快。以前手術(shù)后，患者起碼要在病床上躺3～6個(gè)星期。通過3D打印技術(shù)，可以減少部分手術(shù)程序，可以選擇更直接的手術(shù)方法，病人恢復(fù)期也可明顯縮短。

目前，應(yīng)用于醫(yī)療的3D打印技術(shù)仍屬于初級(jí)階段，主要是幫患者提前設(shè)計(jì)手術(shù)，也正嘗試將3D打印出的骨骼“假體”，直接填充在手術(shù)缺損的部位。也就是說，今后想做什么形狀的骨骼都可以，患者可依靠這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)“私人訂制”，比如膝關(guān)節(jié)、股骨頭，而不是用現(xiàn)在統(tǒng)一規(guī)格的流水線產(chǎn)品。未來，3D打印機(jī)或可實(shí)現(xiàn)人體器官的打印，為患者打印出所需要的人體個(gè)性化“零部件”。但目前，這項(xiàng)技術(shù)在我國還處于臨床初步階段。