骨科妙用3D打印技術

王黎明

每一件3D打印的假體都是藝術品

60歲的陳先生9個月前下樓時不慎摔了一跤，頓時整個左髖部連著整條腿都動彈不得，特別疼痛，陳先生被送到家附近的醫院，檢查顯示陳先生髖部已經是左髖臼粉碎性骨折。

陳先生說，當時這條腿整個走不起來路，而且短了將近兩三厘米，幾家大醫院都去過，醫生都認為手術難度比較大。陳先生也在醫生建議下嘗試進行了牽引等一些保守治療，可是效果不明顯。后來，在朋友的介紹下，陳先生來到醫院骨科進行治療，醫生運用最新治療技術和設備，為陳先生設計了治療方案，利用3D打印了陳先生的多孔人工髖臼假體，順利地進行了手術，術后3天疼痛明顯減輕，然后基本就不疼了，腿也能自己彎曲，解決了行走問題。

將患者需手術部位的影像數據傳入電腦進行處理，并連接到專門3D打印機。經過幾個小時到幾十個小時以后，用一種可再生可降解的材料，將它1：1地以仿真模型的形式打印出來。3D打印目前最大的特點在于手術極具個性化，各人的骨頭生長、關節面等情況都不相同，可以根據患者的具體病情，打造最適合患者的人造部位。目前，3D打印的定制化假體使用的是鈦合金材料。鈦合金材料的理化性質較為理想，比如它的彈性模量是金屬中最接近骨的材料之一，它的生物相容性也很高，在臨床上已經廣泛應用于骨科的內固定鋼板、人工關節、脊柱內固定，口腔科的種植牙根，頜面外科的頜面修復體等。可以說每一件3D打印的假體都是精美的藝術品。

既然3D技術能打印骨骼，那是否意味著骨腫瘤或者骨折的患者，都可以采用該技術來做替代骨骼？

從理論上講是可以的，但一般情況下，這種技術應用在復雜部位的骨頭上很難，比如骨頭形態結構不規則等，像簡單的肱骨、股骨等，用傳統技術做成的假體就可以使用；其次，要看患者的身體情況。

術前演練確保手術精準

3D打印技術除了打印假體幫助患者手術修復病變之處，在骨科臨床中3D打印技術還能為醫生提前進行手術演練。就和士兵上戰場都要進行演習一樣，如果做手術之前可以提前演練的話，在真正進行手術時就可以縮短手術時間，手術的效果也會更好，對于患者來說真的是一個很大的福音。

朱先生是一位惡性腫瘤患者。術前，由于惡性腫瘤生長的位置特殊，周圍牽扯的血管很多，僅憑X線片難以估測手術風險，醫院為他進行了腫瘤的3D打印。將腫瘤實體模型打印出來后，醫生提前演練，確定如何動刀，確保手術時更加精準。最后，這個難度很高的手術取得了成功。

骨科醫生通過模型，可以在術前了解這個病變的骨頭有多長、情況怎樣，應該在哪個部位安裝鋼板、鋼釘，安裝幾顆釘等具體細節。然后，就可以運用這個模型進行模擬手術，制訂出科學、詳細的手術計劃。3D打印出來的模型，并不是植入到人體里，而是運用這仿真模型做好術前的診治方案。

相比以前，在做這類手術時，醫生通常要做一些輔助檢查，作為手術準備的依據。比如照X線片、CT影像、核磁共振等。相對來說，這些檢查最終呈現出來都是二維的圖像，沒有辦法給出一個真實的、立體的感覺，對患者的傷情還原也不是很清晰全面。在運用了3D打印技術后，這個問題就得到了很好的解決。比如陳先生的多孔人工髖臼，以前傳統的手術方法是，要先打開手術部位，找到病變區域，才能具體進行手術。耗費時間，也會加大出血量。通過3D打印技術，骨頭損壞情況80%～90%可以真實地立體地呈現和復制出來。可縮短手術時間、減少出血量、減少手術程序。患者康復也比較快。以前手術后，患者起碼要在病床上躺3～6個星期。通過3D打印技術，可以減少部分手術程序，可以選擇更直接的手術方法，病人恢復期也可明顯縮短。

目前，應用于醫療的3D打印技術仍屬于初級階段，主要是幫患者提前設計手術，也正嘗試將3D打印出的骨骼“假體”，直接填充在手術缺損的部位。也就是說，今后想做什么形狀的骨骼都可以，患者可依靠這一技術實現“私人訂制”，比如膝關節、股骨頭，而不是用現在統一規格的流水線產品。未來，3D打印機或可實現人體器官的打印，為患者打印出所需要的人體個性化“零部件”。但目前，這項技術在我國還處于臨床初步階段。