湖北首次將3D打印用于骨科手術
圖為：3D打印出的骨折部位模型
圖為：醫生在3D打印的模型上模擬手術
楚天都市報訊 記者呂銳 通訊員黃冬香 聶文聞 攝影：通訊員張瑋
近日，協和醫院骨科專家用3D打印技術，打印出一名“右脛腓骨復雜骨折”患者的骨折部位模型，并進行模擬手術，隨后在實際手術中駕輕就熟，只花費了45分鐘時間就完成了一例復雜的骨折手術，大大節省了手術時間。這也是3D打印技術首次應用于湖北省創傷骨科手術。
病例 大學生跌落致復雜骨折
昨日上午，記者在協和醫院病房見到了19歲的骨折患者小軍（化名）。小軍陽光帥氣，是武昌某高校大一學生，十一期間因在校擔任大型節目主持而沒回家。
10月5日晚，他獨自回宿舍時，不慎掉入沒有井蓋兒的3米深下水道，頓時感到右腳劇痛，由于此時已經是晚上11點，他咬咬牙，順著下水道里的一個梯子爬上地面。此時他只能靠左腳蹦跳著堅持往宿舍走，可是跳至一低洼處，他再次摔倒，此時小軍再也無法站立起來。
無奈之下，小軍撥通了輔導員的電話求助，隨后被緊急送往附近醫院，拍片顯示其右脛腓骨復雜骨折，家人連夜將他送往協和醫院。
該院創傷骨科劉國輝教授發現，小軍傷情嚴重，右小腿明顯腫脹畸形并且較左側小腿縮短，其中還包括臨床骨科中非常復雜的骨折類型即脛骨Pilon骨折。該類骨折手術中創傷較大，定位和復位骨折塊難度較大，出血量較多，且術后易感染。
診治 打印骨折部位模擬手術
鑒于小軍的傷情，如何縮短時間，降低風險成為手術的關鍵。
劉國輝決定，借助國際上先進的3D打印技術來做此復雜的骨折手術。在征得小軍同意后，劉國輝將小軍受傷右脛腓骨的CT掃描數據傳輸到3D打印設備，按照1:1的比例打印出完全相同的模型。劉國輝拿到了3D打印模型，便和同事們在實驗室里進行預手術，即對模型進行術前模擬手術操作。在隨后進行的實際手術中，劉國輝和其團隊駕輕就熟，只花費了45分鐘就順利完成了手術，而往常此類手術需要90分鐘，相比而言，減少了近一半時間。
劉國輝介紹，他們團隊使用的3D打印機是自購的，費用5萬元左右，像給小軍打印骨折部位的這個模型，成本費用約1000元。“我們這個3D打印機比較初級，也很小，所以打印小軍的這個模型，花了22個小時。”該團隊一名專家介紹，若使用大型、高效的3D打印機，幾個小時甚至幾十分鐘就能打印一個模型出來。
而據中新網10月13日報道，紐約長老會醫院的埃米爾·巴查博士（Dr.Emile Bacha）醫生日前也使用3D打印的心臟模型救活了一名2周大嬰兒，其原理和劉國輝手術方式如出一轍——這名嬰兒患有先天性心臟缺陷，心臟內部有“大量的洞”。在過去，這種類型的手術需要停掉心臟，將其打開并進行觀察，然后在很短的時間內來決定接下來應該做什么。而巴查醫生則通過3D打印技術，在手術前制作出患兒心臟的模型，從而使他的團隊可以對其進行檢查，然后決定手術方式，結果，這名嬰兒原本需要進行3-4次手術，而現在一次就夠了。
優勢 手術時間縮短風險降低
除了能幫助醫生提前模擬手術，以減少在實際手術中的耗時，3D打印技術還能為骨科醫生及患者帶來哪些好處呢？
劉國輝說，一般來說，骨科手術中大多需要為患者選擇醫用鈦鋼板、鈦鋼釘等置入物，由于這些置入物都是按一定規格批量生產，不能適應個體差異，因此過去骨科醫生只能依靠經驗在手術中選擇規格最適合病人的置入物，或現場進行打磨，調整成較為合適的尺寸。
3D打印技術應用到手術中后，可以提前選擇好、打磨好合適的鈦鋼板、鈦鋼釘，手術中直接使用，不僅能降低手術風險，還可提高手術效率。據劉國輝測算，借助3D打印技術，可以縮短近一半的手術時間。
劉國輝稱，以小軍這種骨折為例，傳統手術治療需行較大的手術切口，且術中容易出現損傷過多軟組織，定位和復位骨折塊難度較大，出血量較多，術后易感染等情況。
劉國輝介紹，采用3D打印技術，打印出1:1仿真局部骨折模型后，不僅可以幫助手術醫師在術前對患者的骨折類型、損傷嚴重程度等有充分了解，還可對實際手術進行模擬演練；繼而術中對骨折碎片迅速定位、復位更加精確、手術時間減短、術中出血少、術中操作簡便、患者痛苦較小、手術效果更佳；術后患肢功能恢復較快，使患者可早日重返日常生活和工作崗位，從而減少了住院時間，為患者節約了費用。
記者了解到，術后，小軍右小腿恢復了原有的長度，且功能恢復良好，一周后便可康復出院，重返校園。
未來
打印器官或將用于移植
“我們目前通過3D技術打印的模型，僅能用于術前的模擬及準備，還無法打印可以直接置入患者體內的置入物。”劉國輝坦言，目前醫學界使用的3D打印技術，因技術要求、打印原材料性能等方面的制約，還存在諸如打印速度慢、成本昂貴、材料還不能完全模擬人類器官組織的強度、剛度和柔韌度等特性，“因此無法直接打印一塊骨骼、一個組織直接置入人體。”
但劉國輝及團隊認為，隨著3D打印技術及醫學的飛速發展，未來3D打印出來的皮膚、骨骼、內臟等器官，一定可以直接置入人體，廣泛應用于臨床，造福更多的患者，特別是需要器官移植的患者，都將通過3D打印技術獲益。
劉國輝認為，因為人體成年后骨骼的增長及退化趨緩，剛度比較固定，因此，3D打印的可以直接置入人體的骨骼，比3D打印的皮膚、腎臟等器官，必將更早投入臨床使用，“我們認為，全球范圍內3D打印的可以直接置入人體的骨材料，兩年內即可廣泛投入臨床使用，而可以進行人體器官移植的3D打印器官，在未來10年內即有望投入臨床實驗，造福更多的患者。”劉國輝認為，到那個時候，醫療界使用的人造耳、人造血管、微型肝臟等醫療器械都不會再像現在這樣流水線批量生產，而是一對一地“私人定制”——3D打印。
鏈接
3D打印技術，是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。
(責任編輯：admin)
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