40年來最嚴(yán)重案例之一 — 3D Systems助顱面畸形兒重獲新生

在大部分人看來，GraceKabelenga（名有“高貴”之意）生下來的狀態(tài)并不那么高貴。自出生時起，她飽受常人無可想象的嚴(yán)重面部畸形的折磨，這種折磨幾乎影響到了這個年輕生命所有的方方面面。

好在，現(xiàn)年8歲的Grace出生在一個好時代——如今，富有經(jīng)驗的外科醫(yī)生與醫(yī)療和3D技術(shù)公司合作，能力所向披靡——能完成短短幾年前還視作不可能的任務(wù)。多虧了醫(yī)學(xué)經(jīng)驗和高科技的結(jié)合，讓Grace站在了恢復(fù)正常的風(fēng)口浪尖。

一個棘手的案例

Grace出生于贊比亞中北部城市恩多拉。她的雙眼間距極寬，面部有著嚴(yán)重的面裂畸形，并且沒有骨骼將她的大腦與口腔分開。她吞咽困難，因此營養(yǎng)不良并且貧血。

2008年，世界顱面基金會（WCF）關(guān)注到了Grace的情況。WCF的創(chuàng)始人和主席Kenneth Salyer醫(yī)生是一位引領(lǐng)世界的顱面手術(shù)專家，他創(chuàng)辦的世界顱面基金會為顱面畸形的孩子和其家庭提供幫助，為其治療，帶去希望。

“Grace是我近40年來為兒童和年輕人治療顱面畸形的豐富經(jīng)歷中遇到的最嚴(yán)重的案例之一，”Salyer醫(yī)生說。

Salyer醫(yī)生認(rèn)為當(dāng)時的Grace還太小，不適合馬上進(jìn)行手術(shù)；她的骨骼需要成長得更堅固些。

原定于2011年11月的手術(shù)推遲了，原因是Grace太過營養(yǎng)不良。她通過靜脈營養(yǎng)法和不斷的醫(yī)療協(xié)助提高了自身的健康水平。

向熟悉的伙伴求助

當(dāng)Grace達(dá)到了良好的健康狀態(tài)，Salyer醫(yī)生即刻向一個他熟悉的伙伴求助，該伙伴是實現(xiàn)復(fù)雜特殊顱面手術(shù)方面的專家：3DSystems和它精密健康醫(yī)療解決方案的專家團隊。

3DSystems在科羅拉多州丹佛市擁有一個服務(wù)面廣泛的健康醫(yī)療技術(shù)中心，這個技術(shù)中心幫助世界各地的醫(yī)生實施復(fù)雜程度超乎人們想象的手術(shù)。它的解決方案包含3D打印解剖模型，高級虛擬現(xiàn)實模擬器，直接金屬打印植入物和儀器儀表，以及個性化3D打印手術(shù)指引模型。

手術(shù)被重新安排在2012年6月初在墨西哥城進(jìn)行，由Salyer醫(yī)生和他的同事DerekBruce醫(yī)生進(jìn)行。Bruce醫(yī)生是一位小兒神經(jīng)外科專家，已和Salyer醫(yī)生共事26年之久。此外一起參加手術(shù)的還有另一位小兒神經(jīng)外科專家FernandoChico醫(yī)生，和他在墨西哥城少兒醫(yī)院的團隊。

解決解剖難題

3DSystems為各位醫(yī)生提供了虛擬手術(shù)計劃（VSP®）服務(wù)，這項服務(wù)是由工程師根據(jù)病人的CT掃描數(shù)據(jù)生成3D解剖信息，并據(jù)此創(chuàng)建即將實施的手術(shù)的一整套3D模擬信息。

“3DSystems提供的信息讓身在世界各地的參與者得以共同進(jìn)行虛擬手術(shù)計劃�！盨alyer醫(yī)生說。

3DSystems的VSP團隊還將基于Grace獨特解剖的模型，指引和模板3D打印出來，這些3D打印的工具將在手術(shù)期間用于幫助骨骼的切割和定位，以便與虛擬計劃維持一致。

VSP團隊使用的是3D Systems的ProX 800和ProJet 7000激光固化立體成型（SLA）打印機。ProX 800以其食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認(rèn)證的種類繁多的材料及其制作樣件的出色的表面光潔度、特征分辨率、邊緣清晰度和精度著稱；而ProJet 7000HD則是牙科應(yīng)用的理想選擇，它提供抗拉強度和沖擊強度高的耐高溫材料。

在墨西哥城進(jìn)行的手術(shù)中，Grace口腔后部的一大塊大腦組織被完全切割下來并置于在她頭顱內(nèi)新造的顱頂，她的雙眼間距因此得以縮短。

“我們能夠?qū)⒄麄�解剖部分精準(zhǔn)無誤地移動至確切位置，全是因為3D Systems 3D打印模型的指引，”Salyer醫(yī)生說�！皼]有它們的指引，要達(dá)到這項手術(shù)所要求的精密度是不可能的�！�

但還有大量工作有待完成：Grace失去了她額上及眼眶頂部的大片骨骼，如果沒有這些骨骼支撐，而僅僅只有一層軟組織包裹著她的大腦，那么她這輩子將只能戴著保護性頭盔生活。

精誠協(xié)作

Grace的第二場手術(shù)，被安排在2015年5月于南非進(jìn)行，這場手術(shù)需要參與人員進(jìn)行更為復(fù)雜的術(shù)前計劃。

在美國科羅拉多州的3D Systems醫(yī)療技術(shù)中心，3DS使用其虛擬手術(shù)計劃（Virtual Surgical Planning）及3D打印技術(shù)與遍布于世界各地的團隊進(jìn)行合作：位于美國德州達(dá)拉斯的Salyer醫(yī)生；位于美國華盛頓的Bruce醫(yī)生；位于南非開普敦的整形外科醫(yī)生Frank R. Graewe和其臨床團隊；位于美國佛羅里達(dá)州杰克遜維爾和德國圖特林根的醫(yī)療器械公司KLSMartin；位于蒙大拿州貝爾格萊德的Bacterin公司，這是一家經(jīng)過認(rèn)證的組織和醫(yī)療器械公司。

3DSystems通過與Salyer醫(yī)生一起合作來確定和創(chuàng)建出Grace新額頭的輪廓。3D Systems Geomagic Freeform Plus和3Dsculpting軟件通過與3D Systems的3D觸覺設(shè)備（力反饋）Touch X結(jié)合，來創(chuàng)建重建額頭所需的復(fù)雜器官曲線。

直觀的軟件和觸覺界面使3DSystems設(shè)計團隊能根據(jù)Dr. Salyer的指示來實時調(diào)整設(shè)計，而無需制作出實體零件或原型。

當(dāng)最后的輪廓完成后，數(shù)字文檔被發(fā)送至KLSMartin公司。這個公司創(chuàng)建出了一個隨著時間可被并入人體且獨一無二的植入物，為Bacterin公司定制骨移植物提供了框架。

“Grace的這個手術(shù)計劃要求非常嚴(yán)苛，這不像其他許多病例，Grace缺失大量骨頭，這對創(chuàng)建一個足夠堅固卻能自我消解，并讓患者自己的骨頭可以自由生長的重建結(jié)構(gòu)是一個巨大挑戰(zhàn)。另一個挑戰(zhàn)就是來自三大洲的六個團隊需要能看到詳情并實時配合進(jìn)行3D模擬。這得感謝3D Systems付出的巨大努力和提供的妥善解決方案�！氨泵繩LSMartin公司的產(chǎn)品開發(fā)總監(jiān)Shawn Burke說。

復(fù)雜的3D打印設(shè)計

當(dāng)植入物的設(shè)計完成后，3DSystems為Bacterin公司提供了用于定制型“發(fā)帶”的3D打印模具---一塊可修復(fù)眼睛上方眶緣的骨頭。Bacterin公司的3Demin®材料制作出的一塊同種異體骨（移植物）正匹配Dr. Salyer為Grace定制的“發(fā)帶”規(guī)格。Bacterin公司也提供了3Demin覆蓋物，OsteoSponge® 和OsteoWrap®同種異體骨移植物用于重建過程。

負(fù)責(zé)3DSystems VSP重建服務(wù)的Mike Rensberger 指出，“定制型的3Demin同種異體骨的制造過程需要模具被消毒且符合Bacterin公司3Demin纖維技術(shù)的特定處理需求。我們使用SLA技術(shù)和樹脂制作出模型和樣板，便于Dr.Salyer參考。相較傳統(tǒng)技術(shù)比如加工或注塑，我們能更快地制作出高精度、適用于特定病例和定制型的部件�！�

Grace的現(xiàn)狀

Grace的第二場手術(shù)取得了巨大成功。她的頭蓋骨和她自己的骨頭產(chǎn)生了鈣化，她的下唇顎和嘴巴也能正常閉合。她的飲食、說話和呼吸都可以正常進(jìn)行了。

Grace的下一場最終手術(shù)于2016年4月進(jìn)行。這場手術(shù)將圍繞她的鼻子鼻腔、上唇和眼部周圍區(qū)域進(jìn)行軟組織構(gòu)建。

在Dr.Salyer的自傳“A Life that Matters”中，他說到，“在早期的時候，我就找到了我生活的使命并一生致力于此---通過為孩子們修復(fù)臉龐，讓他們可以更好的把握自己的生活�！�

我們也能看到，那些始終致力于幫助Grace進(jìn)行手術(shù)和臉部修復(fù)的人們，一直在履行同樣的承諾。多虧了這群人，Grace的生活將不再只是一個簡要注解，而是一個豐富、長期、連續(xù)的完整故事。

【關(guān)于3DSystems】

3D Systems是3D打印行業(yè)中的領(lǐng)先者，提供“從設(shè)計到制造”全套解決方案，包括3D打印機、打印材料和云計算按需定制部件；其強大的數(shù)字化流程真正把創(chuàng)意帶入生活，可選材料包括塑料、金屬、陶瓷和食品等，獲得專業(yè)人士和消費者的一致好評。3DS領(lǐng)先的醫(yī)療解決方案包括全套仿真、培訓(xùn)、互動式個人化的手術(shù)和患者特定解決方案以及牙科類設(shè)備上的應(yīng)用等。3DS個性化的三維設(shè)計和檢測產(chǎn)品提供最前沿的采集和觸摸技術(shù)，成熟的集成式解決方案替代并補充傳統(tǒng)方法，數(shù)據(jù)輸入直接打印實物件減小設(shè)計新產(chǎn)品的時間和成本。這些解決方案都可用來加快設(shè)計、創(chuàng)造、溝通、原型或產(chǎn)生實物件，助力客戶“制造未來”。