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首例私人定制3D打印人工椎体手术成功

发布时间:2019-10-09 16:40:03 编辑:笔名

中国医生在骨科手术中又创造了一项新纪录,用3D打印技术为恶性脊索瘤患者人工定制了长达19厘米的钛合金脊柱,替换其因肿瘤切除的3节胸椎和2节腰椎。前不久,国家食品药品监督管理总局批准注册了我国第一个“3D打印人工椎体”产品。日前,首例采用该项技术的“私人定制椎体”手术获得成功,表明中国在医用3D打印技术领域,位居世界领先。

3D打印定制脊椎为患者带来希望

41岁的患者袁先生是“3D打印人工椎体”产品的首个受益者。日前,在北京大学第三医院(北医三院)接受手术,实现切除5节脊柱后、长达19厘米的大跨度重建。术后两周,袁先生便可下床活动。目前,他每天可独立行走较长距离,预计不久即能出院。

袁先生自述去年11月因腰疼就医,后被确诊为“脊索瘤”,一种罕见的恶性肿瘤,最后3节胸椎和前2节腰椎被肿瘤侵蚀,唯有切除能挽救生命。拿掉病变椎体后,如此长跨度的脊椎支撑重建,国际上也无先例。

袁先生告诉记者,他曾辗转北京、上海6家医院,获悉北医三院自2009年起,便致力于3D打印技术与骨科术后重建的跨学科研究,便打消了去国外求医问药的想法。

治疗方案设计者、北医三院骨科主任刘忠军介绍,患者的手术分为切除肿瘤和重建脊柱两部分。切除肿瘤是保命,但若没有脊柱重建,骨髓和神经便没了支撑,等同于瘫痪。

切除肿瘤,通过后方、前方两次手术完成。“类似于先后取出5枚戒指的后半个环和前半个环,”与刘忠军同台手术的北医三院骨科主任医师韦峰说,鉴于椎骨后方切除后重建的传统方案已较为成熟,3D打印内植物用于更为困难的椎骨前方切除术后的支撑重建。

5月6日,袁先生接受一期肿瘤切除手术,5节病变脊柱后方结构被取出,采用传统的椎弓根内固定技术,在病变相邻的正常脊柱上拧入螺钉。6月12日,二期手术将病变椎体的前半部分整体取出,再进行关键的“重建”,放入3D打印的钛合金内植物。

3D打印联姻医疗具诸多优势

能够避开神经和脊髓、将5节病变椎体完全切除的医院和医生,在中国寥寥无几,而切除后长达19厘米的大跨度支撑重建,在国际上也无先例。

在术后脊椎支撑方面,刘忠军介绍,传统上使用“空心圆柱体的钛网”作为植入物,但它是竖直的,不具备人体脊柱S形生理弯曲的特点,且稳定性欠佳,可能会出现塌陷、小幅移位,继而带来瘫痪的风险。再者,长达19厘米的“空心圆柱体的钛网”并无现成模型,即便制作也需要几十道工序,在不断寻求新方案的过程中,3D打印进入视野。

3D打印定制的人工椎体与自然椎体的形态和长度高度相仿,高度稳定,力学性能上优势显著,刘忠军说,“此外,人工椎体被制成类似海绵的‘微孔结构’,就像我们骨头中的‘骨小梁’,这样相邻正常椎体的骨细胞可以长入微孔,最终融为一体,实现骨整合。”

目前,中国国家食品药品监督管理总局批准注册的3D打印人体植入物,在中国仅有两项,分别是2015年获批的“3D打印人工髋关节产品”和今年5月获批的“金属3D打印内植物——人工椎体”。

骨科与3D的未来

北医三院骨科主任刘忠军最近几年参加各种学术会议时,经常随身携带各类骨头模型,现场演示讲解3D打印技术在医疗领域的优势及前景。

“临床上,几乎每个病例都有自身的独特性,需要因人施治,临床方案的设计能推动医生思考更多。”刘忠军说,在大跨度支撑方面,传统的钛网,可能会出现小幅移位、塌陷的现象,恰逢此时,3D打印技术进入了视野,可以做成任何形状、任何结构的产品。

基于几十年的骨科临床经验,刘忠军尝试跨学科、跨领域合作,经多年科研及临床观察,研制的3D打印人工髋关节产品、3D打印人工椎体产品相继获国家食品药品监督总局注册批准。

“骨科手术中的内植物,约占病人花费的2/3,若将3D打印全方位应用到骨科,并实现产品国产化,未来不仅可降低医疗费用,还可加速国产的产品更新换代。”刘忠军说。

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