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3D打印量体裁衣关节置换严丝合缝

2021年07月23日 常德机械设备网

3D打印“量体裁衣”关节置换严丝合缝

【中国包装网讯】扫描腿关节“大数据”,传输至3D打印机进行“私人定制”,打印出尺寸精准的1:1骨骼模型和“截骨”导板“辅助”手术,只要30-60分钟,一个人工膝关节“金属套”就被严丝合缝地置入患者体内。安徽省首例3D打印辅助全膝关节置换术在该院完成,术后24小时,患者就已经下地活动了。

七旬老太接受安徽首例 3D打印辅助全膝关节置换术

8月初,安徽省中医院骨二科副主任医师周章武坐诊时,一位75岁的老太太被女婿背进了诊室,面带痛苦,低声呻吟着。

将老太太安放在检查床上,掀开长裤,周章武看见,她两条腿的膝关节严重变形,向外翻得甚至已略显畸形。“这是双膝关节骨性关节炎,也就是常说的骨质增生性关节炎,属于关节提前老化。”周章武介绍,老太太患病35年,一直没有规范治疗。直到最近,双膝疼痛难忍,甚至难以行走,她才肯来看病。

“她的病情非常严重,必须把两个变形的膝关节都换了才行。”周章武说道。由于老太太有心脏病,对手术“不耐受”,为了最大程度地保证手术安全,征得家属同意后,手术团队决定利用3D打印技术来辅助手术。不到1小时,一个全新的人工关节就被严丝合缝地置入患者体内,比传统手术时间至少缩短了半小时。

为患者“量体裁衣” 3D打印专属“材料”辅助手术

3D打印量体裁衣关节置换严丝合缝

3D打印并不算“新鲜”,其在医学上的应用也早有尝试,牙齿、肝脏、心脏甚至是胎儿都能打印出来。那是如何利用3D技术进行膝关节置换手术呢?周章武说,其实,3D打印并非“主角”,它只是手术精准定位的“助手”而已。

“简单地说,就是根据患者关节实际情况‘量体裁衣’,打印出1:1模型和截骨导板,辅助手术顺利进行。”周章武介绍道。全膝关节置换术并不是真的取出整个关节,而是将因为磨损而“坏”了的膝关节面切除,换上一层“金属套”。手术过程中,需要将骨质增生切除,并将骨头末端“打磨”成与人工关节相匹配的形状,这就是截骨。截骨是否精准直接影响手术效果。

医生要先对患者的双下肢进行扫描,获取骨骼数据,传至3D打印机。利用CAD软件“建模”设计,打印出与“实体”1:1的3D模型。传统手术,医生在开刀前无法看到关节全貌,只能凭借经验截骨,现在有了3D模型,不仅能直接查看患处,制定手术方案,还能在术中手拿着进行比照。

利用骨骼“大数据”,同时被打印出来的3D材料还有截骨导板,有了它,无需钻开骨髓“人工定位”,医生就能精确截骨。30-60分钟,人工关节就置换成功,严丝合缝、不差毫厘。

“3D打印”胜在精准 术后一天就能下地活动

手术中,为啥要用3D打印材料做“助手”,与传统手术方式比有哪些好处?周章武向记者透露了一个关键词:精准。

他介绍,传统手术凭借经验截骨,可能会存在尺寸不吻合的情况,这会影响患者的下肢力线,“生活中常能看到一些人是O形腿、罗圈腿,若是下肢力线没有重建,这种情况就无法得到完全矫正。”而利用3D打印辅助技术,结合骨骼“大数据”,截骨尺寸及其精准,误差小于0.01毫米。

“精准还表现在定位上,这是保证人工关节严丝合缝被置入的关键。”周章武介绍,和过去需要钻开骨髓腔插入“测量杆”进行髓内定位不同,截骨导板只要放在关节表面就能精准定位,避免过多分离组织,创伤小、出血少,手术时间至少能缩短半小时。术后恢复快,24个小时后就能下床活动,传统手术至少需要3天;术后3-5天后就相当于以往术后8-10天的恢复程度。

3D打印辅助全膝关节置换术适合重症、年迈体弱等患者,与传统手术的费用相差不多,为5万元/个。“现在正研究3D打印人工关节,或许在不久的将来,需要进行关节置换术的患者可以‘私人定制’,打印专属自己的人工关节。”

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