3D打印臨床醫(yī)療又有新進(jìn)展，植入手術(shù)推廣難題卻不少

3D打印技術(shù)屢屢突破人們的想象,已滲透在生活的方方面面。

南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院專家在手術(shù)前討論方案。

3D打印鈦合金接骨板與骨盆貼合緊密。

3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,打印出來的物品也越來越多,從食物、服裝,到發(fā)動(dòng)機(jī),乃至別墅……3D打印技術(shù)屢屢突破人們的想象,已滲透在生活的方方面面。該技術(shù)在深圳醫(yī)療的臨床應(yīng)用上又有新進(jìn)展。記者昨日獲悉,南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院深圳醫(yī)院近日在深圳率先分別應(yīng)用3D打印植入手術(shù)挽救了腫瘤患者的生命,精準(zhǔn)植入的鈦合金及聚醚醚酮(PEEK)將代替缺損的骨骼繼續(xù)為人體“服務(wù)”。

記者了解到,由于國家尚未出臺(tái)相應(yīng)的審批制度及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),目前3D打印植入手術(shù)在全國各醫(yī)院均是零星案例,多應(yīng)用于疑難重癥患者,多是以臨床試用研究進(jìn)行。有醫(yī)學(xué)專家在接受本報(bào)記者采訪時(shí)透露,行業(yè)發(fā)展成熟仍需要一段時(shí)間,預(yù)計(jì)2~3年會(huì)全面鋪開。

腫瘤穿透髖臼 她被手術(shù)植入3D鈦網(wǎng)

自體骨不夠用 異體骨費(fèi)用高

南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院近日將3D打印鈦網(wǎng)植入到年輕的黃女士體內(nèi),以修補(bǔ)其骨盆和髖臼部位大面積骨缺損。這次手術(shù)為黃女士保住了骨盆、髖關(guān)節(jié),也保住了她的生育能力。據(jù)悉,這也是深圳首例3D打印骨缺損植入物臨床成功應(yīng)用的案例。

2017年10月,家住潮汕的黃女士突然覺得左髖部及骨盆區(qū)域疼痛,行走一瘸一拐,關(guān)節(jié)活動(dòng)越發(fā)受影響。當(dāng)?shù)蒯t(yī)院醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn),她左骨盆部位有很大的陰影,考慮是腫瘤。不久,黃女士被南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院診斷為左側(cè)骨盆巨大骨巨細(xì)胞瘤。

該院骨科學(xué)科帶頭人桑宏勛教授介紹,該腫瘤雖然不是惡性的,但侵襲性強(qiáng)、生長快。“瘤細(xì)胞就像無孔不入的壞蟲子一樣,四處啃食腫瘤周圍的好骨頭,最后導(dǎo)致病理骨折、周圍軟組織破壞穿透關(guān)節(jié)等并發(fā)癥。”桑宏勛表示,這種疾病還會(huì)帶來巨大的疼痛,患者難以行走,導(dǎo)致終身殘疾。

黃女士的檢查結(jié)果顯示,腫瘤已穿透髖臼、侵襲范圍廣泛,比iPadmini面積還大的骨頭已經(jīng)遭到破壞。“腫瘤被徹底切除后,骨缺損范圍大,植骨量也很巨大,取自體骨‘拆東墻、補(bǔ)西墻’遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”桑宏勛介紹,更重要的是,骨盆里有膀胱、直腸、尿道、子宮、卵巢等重要臟器,如果進(jìn)行半骨盆置換處理不當(dāng)會(huì)影響生育,甚至危及患者生命。

在進(jìn)行了多學(xué)科專家會(huì)診后,醫(yī)院建議采用3D數(shù)字骨科技術(shù),為黃女士量身定做個(gè)性化精準(zhǔn)手術(shù)方案。

“患者腫瘤缺損范圍大,自體骨遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,異體骨費(fèi)用高、排異反應(yīng)大。”桑宏勛表示,“術(shù)前設(shè)計(jì)3D鈦網(wǎng)植入物,代替髖臼頂覆蓋置入,把破碎的骨盆補(bǔ)綴起來,不僅排異反應(yīng)小,有效減少植骨量,還可以根據(jù)骨缺損形狀進(jìn)行設(shè)計(jì),起到良好的力學(xué)支撐作用。”

歷時(shí)10多天打造骨缺損植入物

據(jù)介紹,骨盆部位鋼板一直是手術(shù)中植入物的難點(diǎn)。“以前只能在術(shù)中現(xiàn)場手工折彎打造,吻合度不高?，F(xiàn)在通過3D技術(shù)提前定制個(gè)性化鈦合金鋼板,可以有效避開腫瘤部位,吻合良好。”桑宏勛解釋說。

3D打印植入鋼板看似簡單,實(shí)施起來卻不易。醫(yī)院為此特地請來上海交大生命質(zhì)量與機(jī)械工程研究所王成燾教授以及相關(guān)醫(yī)療器械企業(yè)的工程師協(xié)作研究。參與的專家及工程師們3D打印了多個(gè)樹脂模板,反復(fù)模擬以確定最理想的模板,并最終3D打印成鈦合金材質(zhì)。整個(gè)過程歷時(shí)10多天。

骨盆腫瘤手術(shù)一直是骨科最復(fù)雜、高難度的大手術(shù)。很多骨盆手術(shù)患者出血量都在5000~6000毫升,甚至達(dá)1萬毫升,腫瘤手術(shù)又無法實(shí)現(xiàn)自體血回輸。為減少出血,在進(jìn)行3D打印鈦網(wǎng)骨缺損植入物手術(shù)前,醫(yī)院又請來血管外科專家通過微創(chuàng)介入阻斷了腫瘤供區(qū)的閉孔動(dòng)脈和滋養(yǎng)血管。這樣的準(zhǔn)備取得了明顯效果,完成植入物手術(shù)后患者出血不到3000毫升。

在術(shù)后4天,黃女士就可以下地行走、活動(dòng)自如,目前恢復(fù)良好。桑宏勛表示:“有了3D打印,高難度的骨科手術(shù)操作更容易,且避免了病人致殘的風(fēng)險(xiǎn),又為其生育留下了機(jī)會(huì)。”

“新骨頭”修復(fù)了他的胸壁缺損

新型材料胸肋骨假體用二三十年都沒問題

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院深圳醫(yī)院近日進(jìn)行了深圳首例3D打印胸肋骨植入胸腔的手術(shù)。由于復(fù)發(fā)腫瘤侵蝕到胸骨和肋骨,患者胡先生在該醫(yī)院進(jìn)行了切除手術(shù),腫瘤“國家隊(duì)”的高手們將一塊一模一樣的3D打印胸肋骨放進(jìn)了他的胸腔。

胡先生在2014年就診于廣州一家醫(yī)院,胸部CT提示為“前縱隔腫物”,手術(shù)后進(jìn)行了多次放射治療。去年12月,胡先生開始發(fā)現(xiàn)自己胸前右側(cè)鎖骨下方長了一個(gè)明顯的凸出腫塊,他感覺胸部脹痛,痛感甚至輻射到頭頸位置。

后來,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院深圳醫(yī)院大外科主任、胸外科主任牟巨偉教授接診了胡先生。他診斷病情后發(fā)現(xiàn),胡先生復(fù)發(fā)的腫瘤幾乎是從胸骨柄內(nèi)“長出來”的,緊鄰兩側(cè)鎖骨、肋軟骨。而且腫物直接危及位于其后面的心臟和主動(dòng)脈弓,若不及時(shí)對患者進(jìn)行手術(shù)會(huì)有生命危險(xiǎn)。

“若將胸骨柄和腫物一并切除,在患者的雙側(cè)鎖骨和胸骨體之間會(huì)形成巨大的缺損,會(huì)造成前胸壁軟化塌陷。唯一的出路就是為他重建這塊被取掉的骨頭。”牟巨偉教授介紹。

經(jīng)過與3D打印胸骨肋骨假體制作團(tuán)隊(duì)——唐都醫(yī)院李小飛主任團(tuán)隊(duì)溝通,李小飛主任團(tuán)隊(duì)利用CT檢查結(jié)果進(jìn)行建模,在3D影像上進(jìn)行模擬并確定了腫瘤切除的范圍。最后由西安交通大學(xué)機(jī)械工程系統(tǒng)制造國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長江學(xué)者特聘教授李滌塵團(tuán)隊(duì)成功完成了3D胸肋骨制作?？紤]到胡先生的家庭情況,醫(yī)院還為其減免了大部分費(fèi)用。

據(jù)了解,這塊“新骨頭”采用新型的聚醚醚酮(PEEK)材料制成。“相較于通常使用的鈦合金材料,這種材料具有與皮質(zhì)骨相似的生物機(jī)械性能,有良好的生物學(xué)相容性等優(yōu)勢。”牟巨偉教授表示,該材質(zhì)通過機(jī)場安檢、接受核磁共振等醫(yī)學(xué)檢查均不受影響,硬度更強(qiáng),應(yīng)用在日常生活中更安全。

最后專家們用“新骨頭”修復(fù)了胡先生的胸壁缺損。據(jù)了解,目前胡先生恢復(fù)良好,用新型材料打印的“新骨頭”用二三十年都沒問題。

尚未出臺(tái)相應(yīng)的審批制度

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里,由于骨科專業(yè)特點(diǎn)與3D技術(shù)特點(diǎn)吻合度較高,3D打印在骨科專業(yè)范圍內(nèi)的應(yīng)用較早,目前進(jìn)展較快。記者了解到,術(shù)前在3D打印實(shí)物模型上模擬手術(shù)操作,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)手術(shù)設(shè)計(jì)的缺陷和不足。這在許多醫(yī)院的骨科已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用。

相較于此前的術(shù)前模擬手術(shù)操作,3D打印植入手術(shù)是3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域更進(jìn)一步的應(yīng)用。目前其推廣普及的核心難點(diǎn)之一在于從設(shè)計(jì)到植入,需要醫(yī)生及工程師團(tuán)隊(duì)高度合作。桑宏勛告訴記者,目前這種植入手術(shù)在全國均有零星的案例,還處于前沿領(lǐng)域。

“目前進(jìn)行該項(xiàng)手術(shù)的多是大型醫(yī)學(xué)院?；蛘呖蒲性核?針對一些疑難重癥患者,經(jīng)過病人知情同意及倫理審查進(jìn)行的個(gè)性化應(yīng)用,多是臨床試用研究,有相關(guān)科研經(jīng)費(fèi)的支持。”桑宏勛告訴記者。

3D打印植入手術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的另一重要瓶頸在于目前我國尚未出臺(tái)相應(yīng)的審批制度,在物價(jià)、醫(yī)保層面還未有相應(yīng)的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)。桑宏勛表示:“目前的技術(shù)水平已經(jīng)可以在臨床上進(jìn)行3D打印植入物骨科手術(shù)。但是相關(guān)部門尚缺少相關(guān)的審批制度和可依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)發(fā)展也有待完善,預(yù)計(jì)2~3年會(huì)全面鋪開。”