南極熊盤點——國內醫(yī)療機構在3d打印人體植入的應用案例

近年來，3D打印技術在醫(yī)療領域的應用越來越受到重視，其主要應用實例有：人體植入物、手術導板、醫(yī)療器械等。每個人的骨骼形態(tài)都是獨一無二的，3D打印技術能夠根據每個人原生骨骼的特征進行個性化定制，生產出與原生骨骼完全匹配的產品，從而減少植入物（或假體）對人體的影響，最大程度恢復人體骨骼的正常功能。在這方面，國內一些醫(yī)療機構有比較成功的臨床案例。接下來南極熊就主要盤點一下國內醫(yī)療結構在3d打印人體植入的應用。

1.世界首個3D打印定制人工椎體植入術在北醫(yī)三院完成

世界首個3D打印定制人工椎體植入術在北醫(yī)三院完成北京大學第三醫(yī)院成功為一名骨科脊索瘤患者切除五節(jié)段脊椎腫瘤，并利用世界首個3D打印多節(jié)段胸腰椎植入物完成長達19厘米大跨度椎體重建手術。，首先，將其放到切除病變后的相鄰椎體之間，能起到可靠的連接和支撐功能。同時利用金屬3D打印人工椎體在結構上可以任意設計的便利，專門設計出其與后方內固定結構之間的連接，這種前后連成一體的裝置使穩(wěn)定性大大增強，在力學性能上達到了質的飛越。有了這樣的固定方式，術后患者很快便可以下床活動，而人工椎體更大的優(yōu)勢是被制成微孔結構后，形狀可像海綿一樣，類似骨頭中有了‘骨小梁’ ，這種‘骨小梁’可幫助相鄰正常椎體的骨細胞長入其中，最終二者融為一體，從而實現骨整合�！�

2.清華大學附屬醫(yī)院長庚，完成世界首例3D打印鈦合金骶骨植入

北京清華長庚醫(yī)院1持續(xù)了10余個小時的手術順利結束，骨科主任肖嵩華教授帶領脊柱中心宋飛、趙喆等醫(yī)師，成功為骶1-2骨巨細胞瘤患者實施根治術，精準化整塊（en-bloc）切除高位骶骨腫瘤，并植入3D打印個體化適型假體，重建脊柱骨盆穩(wěn)定性，成功為患者保住下肢及二便功能，為世界首例。

3.云南首例3D打印截骨導板輔助膝關節(jié)置換術獲得成功

云南楚雄籍72歲女患者，因患重度骨性關節(jié)炎，在昆醫(yī)附一院成功進行了右膝全膝人工關節(jié)置換術。據了解，該手術是采取3D打印截骨導板技術輔助右膝全膝人工關節(jié)置換術。該手術的成功填補了云南運動醫(yī)學科在該領域的空白。采用3D打印截骨導板技術輔助膝關節(jié)置換術，能精確個體化截骨，其在手術時間、出血量及引流量等方面明顯低于采用傳統(tǒng)置換術治療患者，手術風險明顯降低。3D打印導板輔助人工膝關節(jié)置換術能滿足私人定制手術，其最大優(yōu)勢在于，能夠充分考慮到患者的年齡因素和已經有嚴重的畸形問題進行精準手術。

4.3D打印助力頸椎“換柱”——江西省人民醫(yī)院首創(chuàng)頸椎新術式

傳統(tǒng)頸椎手術存在一個取舍的抉擇：是要固定的牢還是要術后活動性能好。2016年9月30日晚，江西省人民醫(yī)院骨二科董謝平主任挑戰(zhàn)了世界醫(yī)學難題——頸椎前路雙側椎弓根螺釘固定，這次他運用3D打印技術，他設計的新術式完美的兼顧了牢固與靈活兩個特點，為這一尚處探索階段的手術方式提供了嶄新的解決方案。

3D打印不僅解決了精準鉆孔、雙釘碰撞、貼服骨面等形狀結構問題，其特有的制造方式更使得人工椎體具有接近人體松質骨的低彈性模量，又有利于骨組織長入的仿真骨小梁結構。這些生物學特性是傳統(tǒng)機加工制造工藝無法實現的。

5.頸椎腫瘤恐造成“高位截癱” 3D打印脊椎完美置換

脊柱腫瘤是嚴重危害人類健康的疾病之一，致殘率和病死率都非常高。但由于腫瘤侵犯的是人體最關鍵也是最敏感的脊柱上，血管、神經密布，使常規(guī)腫瘤切除手術也非常難以進行。日前，長沙市第三醫(yī)院運用3D打印技術，為一名患有頸椎惡性腫瘤實施了難度極大的脊椎切除及3D人工椎體置換手術。目前患者康復順利，已能戴著支具下地行走。

6.交大二附院順利實施頸椎3D打印鋼板經口腔植入術

患者因顱底凹陷癥，頸椎第一二節(jié)脫位脊髓壓迫神經，導致上肢以及腿腳麻木，面臨著癱瘓在床、生活無法自理的困境。西安交大二附院脊柱外科（骨二科）幾位專家經過仔細診察后發(fā)現，為該患者進行手術存在極大困難和非常高的風險，因為患者曾在外院做過后路頸椎減壓術，局部結構已破壞，無法使用常規(guī)鋼板固定實施手術。西安交通大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院，利用金屬3D打印工藝制成此定制鈦合金鋼板，順利完成了一次頸椎3D打印鈦合金鋼板經口腔植入手術，這意味著全國首例頸椎3D打印鈦合金鋼板經口腔植入手術獲得成功，。

7.浙江大學附屬第一醫(yī)院完成3D打印人工椎體置換手術

浙江大學附屬第一醫(yī)院宣布完成首例3D打印人工椎體置換手術�；颊咴谡憬�大學附屬第一醫(yī)院骨科進行就診時發(fā)現患有“骨化性纖維瘤”，其第10、11節(jié)的胸椎已經遭到明顯的侵蝕性破壞，并出現病理性骨折。以骨科主任林向進為首的醫(yī)療小組在征求了患者意見后，決定采用3D激光打印技術，量身定做了個性化的鈦合金人工椎體，并于12月3日實施了置換手術，目前患者術后恢復情況良好。圖為12月11日在一段教學用的脊椎模型旁，浙江大學附屬第一醫(yī)院骨科醫(yī)生介紹用3D激光打印技術制成的鈦合金人工椎體所置換的胸椎位置。

8.河南完成首例3D打印胸骨植入手術

于朱先生胸骨腫瘤巨大，目前已產生壓迫癥狀，必須進行手術，將腫瘤部位以及被腫瘤侵蝕的胸骨組織切除。但是，傳統(tǒng)的胸骨切除手術會造成患者前胸部位出現一個較大缺損，這導致心臟失去了胸骨這個防護墻，哪怕是個輕微的擦碰都會傷及心臟。如果采用傳統(tǒng)的骨水泥或者鈦板進行修復，術后患者會有強烈的胸部不適感，呼吸功能和外觀美感也會造成影響。

河南省腫瘤醫(yī)院胸外科專家成功為63歲的朱先生切除了胸部的腫瘤并植入了“私人訂制”的3D打印鈦合金胸骨肋骨復合體，幫他重建胸廓。目前，朱先生已康復出院。

9.鈦合金3D打印下頜骨植入成功

江蘇的孫女士從海軍411醫(yī)院全軍口腔中心出院，擺脫了糾纏她5年的病痛。該院全軍口腔中心主任、上海市口腔醫(yī)學會副會長劉國勤教授告訴記者：“這是國內首例采用鈦合金3D打印技術進行下頜骨缺損個體化功能修復的病例，患者功能形態(tài)恢復理想�！�

10.西京醫(yī)院成功實施鎖骨和肩胛骨3D打印假體植入

西安第四軍醫(yī)大學西京骨科醫(yī)院骨腫瘤科郭征教授帶領的團隊，采用金屬3D打印技術制備出與患者鎖骨和肩胛骨完全一致的鈦合金假體，并成功植入骨腫瘤患者體內，成為肩胛帶不定形骨重建的世界首次應用，標志著3D打印個體化金屬骨骼修復技術的進一步成熟。

11.中國12歲男孩植入3D打印脊椎

北京大學研究團隊成功地12歲男孩明浩身上植入了3D打印脊椎。據了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長出了一顆惡性腫瘤。為了阻止癌細胞的擴展，醫(yī)生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。不過這次的手術比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術，而是嘗試先進的3D打印技術。

    由于植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結合在一起，所以它并不需要太多的錨定。此外，研究人員還在上面設立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長，換言之，植入進去的3D打印脊椎將跟原脊柱牢牢地生長在了一起，這也意味著未來不會發(fā)生松動的情況。研究人員表示，這種植入物可以跟現有骨骼非常好地結合起來，而且還能縮短病人的康復時間。不過這里需要提醒的是，這種3D脊椎不是所有人能在家中打印出來的，因為其采用的原料是鈦合金粉末，而這種粉末是不能直接注入到MakerBot等這樣的3D打印機里使用。

12.半頭人”植入3D打印頭蓋骨恢復面貌

2005年一場車禍，讓甘肅平涼朱先生的頭部嚴重損傷，顱骨被取掉近1/3，頭部左頂顳側嚴重凹陷畸行。陜西西安市長安醫(yī)院用最接近人骨骼的原料，通過3D打印技術，打印出的一個頭蓋骨。手術非常成功，現在朱先生恢復往日面貌。

13.甘肅男子成功接收鈦合金替代物植入手術
事38歲的甘肅籍男子周先生，在在非洲埃塞俄比亞工作時不幸意外遭到槍擊，右下巴處嚴重受傷，致下頜骨缺損凹陷，牙齒也損壞了十幾顆。這不僅改變了他的臉部外形，而且令他無法正常進食和說話。由于受傷時當地醫(yī)療條件有限，周先生只對傷口做了簡單處理，之后便被安排回國接受進一步的治療，

回國后，周先生被轉入了西安紅十字會醫(yī)院，成功接受了下缺損頜骨植入手術。本次手術中所使用的下頜骨植入物 — 鈦合金下頜骨正是由3D打印技術制作而成的。為了更直觀地了解需要修復的部位，他們首先使用CT及X光得到的掃描數據制作出了周先生缺損下頜骨的3D打印模型，然后利用模型3D打印出一個一模一樣的鈦合金下頜骨，最后通過手術將其植入患者面部的缺損部位。這不僅會令患者的下頜骨完全恢復到以前的樣子，而且能夠避免了使用傳統(tǒng)骨移植術后容易出現的移植骨壞死、局部感染等不良后果。

14.3D打印下顎骨植入患者體內

2015年底楊女士來到長沙解放軍163醫(yī)院就醫(yī)，10年前楊女士因下顎骨癌變不得不切除下顎骨，用鈦合金鏈條替代，從此就過上了沒有下顎骨的生活，不但影響到外觀，因為沒有牙齒日常生活帶來很多不便，直到今日來到163醫(yī)院就是為了解決長久以來的困擾。

三位專家經過多日會診，最終找到了六新智能通過TC照片利用3D打印技術為楊女士打印出1:1完全貼合骨骼輪廓的鈦合金下顎骨并且可以安裝牙齒，來完成下顎骨植入手術，三位專家通力合作經過4小時的奮戰(zhàn)最終成功完成手術，術后楊女士僅用了1個月的時間就康復出院了，這在中國尚屬首例。

15.西交大一附院完成首例3D打印鈦合金肋骨植入手術

一位患者體內的惡性腫瘤與胸肋骨長在了一起，手術摘除就需要切斷兩根肋骨，為實現肋骨的精確重建，西安交通大學第一附屬醫(yī)院胸外一科采用3D打印肋骨模型對手術方案進行了詳細規(guī)劃、明確了最佳手術切口，并最終成功施行了3D打印鈦合金肋骨植入手術，該手術為西交大一附院首例金屬直接成型3D打印鈦合金假體的植入手術。

該病人的右肺上葉鱗癌侵犯局部胸壁，已經達到局部晚期癌癥階段,各項檢查未發(fā)現遠處轉移。為能打印出匹配患者的肋骨、避免出現胸廓塌陷等術后并發(fā)癥，創(chuàng)導三維的工程師在醫(yī)生的指導下，聯合機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室（西安交通大學）團隊，將患者CT掃描數據通過專業(yè)三維設計軟件重建出來，并設計出精確的肋骨模型。

16.3D打印鈦合金胸椎植入患者身上

患者的頸椎被長達6椎節(jié)的巨大腫瘤包裹，并沿著頸椎橫向“爬”進多個節(jié)段橫突、小關節(jié)、椎管及椎管旁大血管、頸總動脈，嚴重擠壓脊髓、氣管、食道……更困難的是，現有的頸椎鈦網與鈦板內固定器械無法滿足腫瘤切除后超長節(jié)段椎節(jié)缺損的重建。第二軍醫(yī)大學長征醫(yī)院骨腫瘤外科（長征脊柱腫瘤中心）肖建如教授研發(fā)團隊設計3D打印鈦合金6節(jié)椎體鋼板一體化假體，應用于頸胸椎超長節(jié)段巨大脊索瘤切除后缺損區(qū)重建獲得成功，刷新了世界最長頸椎腫瘤椎節(jié)切除重建紀錄。