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華钛三維3D打印钛合金骶骨骨盆組合式假體植入手術成功

2019-01-29    來源: 财經中國網  跟貼 0

    華钛三維3D打印钛合金骶骨骨盆組合式假體植入手術成功,患者重獲站立行走機會

    古有女娲煉五彩石補天,今有醫學用3D打印骨盆,滲透在生活方方面面的3D打印,又一次用它的強大實力,突破了我們的想象。

    2018年12月21日淩晨12點,南方醫科大學第三附屬醫院骨腫瘤科的李浩淼主任及其團隊進行了18個小時手術,成功完成華钛三維首例骶骨骨盆超常規巨大腫瘤的切除,并用3D打印钛合金骶骨骨盆組合式假體植入修複骨盆和骶骨的大面積骨缺損,實現骶骨骨盆超常規巨大腫瘤的個性化、精準化治療。經資料搜索,未見國内外報道過如此巨大腫瘤的切除并用3D打印钛合金骶骨骨盆組合式假體植入修複手術。

    2019年1月21日,在南方醫科大學第三附屬醫院/廣東省骨科醫院骨腫瘤科先進的術後護理技術的照料下,病人身體狀況正在恢複,終于達到了第一個小目标:可以坐起來了! 病人也燃起重走今後的人生路的信心!

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    骨盆環腫瘤手術是人類醫學技術前沿的重大挑戰

    骨盆腫瘤,顧名思義就是發生在骨盆環上的腫瘤,人類的骨盆環由左右髋骨、骶骨和尾骨組成。過去,由于骨盆腫瘤的患病率遠沒有胃癌、腸癌來得高,故一直不為人們所知曉。近年來,人們對骨盆腫瘤的關注度越來越高了,原因主要有三點:一是骨盆腫瘤的手術難度高,風險巨大,以往是外科手術禁區;二是骨盆結構複雜,腫瘤位置常較深,難以被早期發現,多數患者在被确診時,腫瘤已經長得很大,預後很差;三是骨盆腫瘤對患者生命和身心影響巨大,即使能夠手術,術後的并發症很多、緻殘率很高。

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    骨盆環腫瘤的治療難點主要體現在幾個方面:

    第一,骨盆重建難度大。骨盆位于人體上下肢的交界處,承載着軀幹,連續着下肢,保護着内髒,局部結構複雜不規則,力學性能複雜。如何在切除腫瘤的同時,重建骨盆并能滿足長期行走等活動的需要而不發生假體松動和斷裂是一道難題。

    第二,骨盆的血供又極為豐富,手術難度極大。僅如何控制術中大量出血一件事,對手術醫生而言,就是一項極大的挑戰。

    第三,手術的并發症多。據統計,約70%的患者在術中和術後會發生各種各樣的并發症,如出血、周圍髒器損傷、傷口感染等。

    第四,人類的骨盆是個封閉的“骨環”,正因為它的密閉,使得腫瘤能在其中肆意生長,而在體表卻沒有絲毫異常表現,以至于許多患者在被确診時,腫瘤已經十分巨大,治療難度極大。

    患者李XX,患有骶骨惡性骨肉瘤,腫瘤遷延多年,體積巨大,侵犯整個骶骨、一側半骨盆及對側半骨盆的大部,即約3/4的骨盆環均被腫瘤侵犯。如不手術,患者必然無法存活;如選擇手術,該巨大腫瘤遠超一般的骨盆腫瘤的規模和難度,切除困難,切除後骨盆環殘留僅有1/4,其骨盆環缺損的重建遠超現有醫學技術的能力,以前這種病例的手術的唯一可行方式是殘忍的半身離斷手術,是将患者腰椎以下全部截除,隻留下上半身。該傳統術式雖然工程巨大,但效果往往不盡人意,而且術後并發症很多,成功案例很少。

    李浩淼主任帶領其團隊,經過反複研究,決定為患者實施超常規的巨大腫瘤完整切除手術,并針對患者的骨盆環缺損情況,量體裁衣的方式個性化定制設計骨盆環假體,利用3D打印技術精準制造出假體,最後在手術台上安裝假體完成骨盆環缺損的修複。最終在徹底切除腫瘤的前提下,最大程度上保全患者的功能,将術後并發症降至最低。

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    華钛三維3D打印技術助力超常規巨大骨盆環腫瘤手術成功

    手術前,李浩淼主任組織了全院多學科會診。專家們讨論後,确立了手術切除巨大腫瘤的具體規劃,并針對該病人的手術切除方式針對性個性化的設計假體:

    一方面結合患者自身固有的體型和骨骼解剖結構;另一方面考慮手術規劃的切除範圍和殘餘的1/4骨盆環結構;同時設計了假體的調整空間以便應對術中的突發意外情況。并與華钛三維中外科學家團隊密切溝通,在滿足制造要求的前提下反複疊代,盡可能提高假體制造強度和精度。

    華钛三維中外科學家團隊,在滿足臨床醫生要求的前提下,完成假體的設計細化、3D打印加工及後處理工藝,并完成反複的生物力學測試,最終完成定型。然後,華钛三維聯合澳大利亞莫納什大學增材制造中心,倍豐科技,易加三維,英國雷尼紹3D打印骨科應用中心等中外科學家,進行了近5個月的聯合攻關,經過近100次試驗,耗資數百萬元,終于試制出符合要求的3D打印钛合金“腰椎+骶骨+骨盆”組合式假體,使手術順利進行.

    最終在手術台上,李浩淼主任團隊成功按照術前規劃切除完整的腫瘤,并利用3D打印假體重建了缺損的3/4骨盆環,成功保住了患者的臀部和雙側下肢,給患者創造了恢複生活能力的希望。

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左:成功切除完整的骶骨和半骨盆腫瘤,約籃球大小

右:利用3D打印個性化定制假體重建骨盆環

    3D打印新技術不僅為人類醫學的前沿邊界打開了“一扇窗”,更是為患者帶來了“新的希望”。而這款3D打印钛合金骨盆環組合式假體産品,來自南方醫科大學第三附屬醫院李浩淼主任團隊和廣州華钛三維材料制造有限公司,為中國醫學科技超越發達國家,通往中國制造2025盡了洪荒之力。

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    華钛三維打造的3D打印钛合金組合式全骶骨假體

   “一款好的醫療産品,必定是臨床醫生與産品工程師共同創造的結果。”朱獻文告訴記者,3D打印钛合金組合式全骶骨假體能成功問世,首先得益于整個國家對科技創新的重視,最重要的還是臨床醫生與産品工程師之間的配合,是對病人量體裁衣般的設計與先進3D打印制造的無縫對接。

    3D打印技術的應用

    據朱獻文介紹,3D打印使用的是具有良好的生物相容性钛合金材料,相比傳統的鍛造、鑄造、噴塗等技術,它最大的優勢是能夠輕松實現複雜結構、特異結構和個性化設計的快速加工制造。此外,3D打印技術可以在钛合金植入物和表面構造類骨小梁結構,不僅有利于骨細胞的遷移和增殖,還可以促進骨與植入物可靠的整合。
 
   “在骨科3D打印方面,我們完全依靠原創設計和技術,努力探索。”朱獻文說,“這次與廣東省骨科醫院骨腫瘤科的合作,是華钛三維繼2018年2月7日與南方醫院脊柱骨科合作成功實施第一例3D打印钛合金人工椎體植入手術後的又一重大突破.華钛三維期待與更多的志同道合者一道,努力實現用高精尖技術造福大衆的夢想.”
 
   “過去,我們能想到,但做不到。而3D打印技術能讓想象變成現實,所想即所得。”朱獻文将形容3D打印技術“就如變魔術一樣,各種個體化定制的3D打印産品都可以變出來。”

    國産創新性醫療産品還能夠在很大程度改變“看病貴”的局面。以骨科手術病人的醫療支出為例,由于我國骨科醫用耗材的研發制造技術整理落後于發達國家,不得不承受技術壟斷和貿易戰封鎖。目前50%~80%的費用花在進口醫用耗材上。而現在我們有了3D打印技術,有望實現骨科醫用耗材研發制造技術的彎道超車,從“技術跟跑者”變為“技術領跑者”,那麼當大規模采用具有自主知識産權的國内産品時,或許就可以實現“優質低價”局面。

   “有時候,傳統與現代也許就是一牆之隔、一念之間。創新産品總會有它無可比拟的優勢,但傳統産品也将有它不可替代的地位,兩者需要相互補充,才能為臨床醫生提供更為精準的解剖重建解決方案,才能提升患者的幸福感和滿意度。”朱獻文說。

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    廣州華钛三維材料制造有限公司是廣州市增城區根據自身發展的人才戰略和經濟發展戰略而引進的第一個院士創業高新技術産業化項目,坐落于由國務院僑辦和廣州市增城開發區共建的華僑華人創業基地—增城開發區僑夢苑夢工廠。它是由“中國MBA十大精英人物”、“廣東省十大傑出職業經理人”、“廣州市創新英雄”、倫敦帝國理工MBA朱獻文攜手3D打印專業的澳大利亞技術科學與工程院院士聯合創辦,得到了廣州市南粵基金天使投資,并獲增城區創業領軍團隊資助,聯合國際水平的骨科專家組成的3D打印應用機構,重點研發相關骨科手術工具和植入物(人工關節、創傷、腫瘤钛合金植入物),形成了“科工醫”結合的産品研發平台。

    南方醫科大學第三附屬醫院骨腫瘤科李浩淼教授團隊不畏艱辛,勇于創新,不斷挑戰骨腫瘤領域的難點和高峰,與國際領先水平同步,在惡性骨腫瘤保肢治療、化療、生物工程、骨缺損重建、脊柱、骶骨及骨盆手術後重建、骨轉移癌治療等方面均取得了令人矚目的成就。近年來,該科攻克了一系列本專業領域臨床治療的重點與難點,相繼完成了超常規多節段脊柱腫瘤en-bloc切除與重建、巨大骨盆腫瘤完整切除+半骨盆人工假體重建術、四肢惡性腫瘤保肢術等具有代表性和挑戰性的手術,并在華南地區率先開展了3D 打印人工椎體植入重建術,取得良好的治療效果。南醫三院骨腫瘤科還與北大人民醫院骨腫瘤科聯合成立 "南北骨與軟組織腫瘤診療協作中心",代表了華南地區骨與軟組織腫瘤診斷與治療頂尖水平。

 


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