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【华西医院】世界首例!华西医院完成3D打印髌骨假体植入

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-04-18 13:39:08   浏览次数:1523  
核心提示:近日,四川大学华西医院骨科,一块用3D打印技术制作的髌骨假体,被植入54岁的患者胥大姐的右腿膝盖处,这块由特殊金属和塑料材质做成的“新骨头”,取代了原本长满了肿瘤的骨头,还会和肌腱等重新长在一起,让胥大姐预后的膝关节仍然活动自如。
    近日,四川大学华西医院骨科,一块用3D打印技术制作的髌骨假体,被植入54岁的患者胥大姐的右腿膝盖处,这块由特殊金属和塑料材质做成的“新骨头”,取代了原本长满了肿瘤的骨头,还会和肌腱等重新长在一起,让胥大姐预后的膝关节仍然活动自如。

    这块金属骨头,是世界上第一例3D打印的髌骨假体。华西医院骨科屠重棋教授团队利用3D打印技术,为胥大姐重做了髌骨假体,据查询国内外相关论文和报道,此前未见过相关病例的报道。

    胥大姐2年前患髌骨骨巨细胞瘤于外院行肿瘤刮除植骨术后,来华西医院就诊。辅助检查提示肿瘤累及整个髌骨,边缘破坏且伴有软组织包块,影像学分级提示Campanacci分级为Ⅲ级。考虑患者肿瘤严重破坏髌骨、年龄偏大且肿瘤为复发,再次刮除后植骨术后功能差、易复发。如果像往常一样采取切除后旷置股四头肌覆盖,或LARS韧带重建,均不能有效重建伸膝装置,所以整块切除是最佳选择,但整块切除后患者行走功能必然受到影响。华西医院骨科副主任、主任医师屠重棋教授说表示,“至少是需要拄拐杖。”

    髌骨具有保护膝关节,传递股四头肌力量、参与构成伸膝装置,防止膝关节过度内收、外展和伸屈活动等功能,并且形态复杂,上宽下尖,前面粗糙,后面为关节面,厚薄不一,与股骨髌面相关节,形成髌面。因此,3D打印髌骨最难的部分,包括了髌骨的测量,如最大高、最大宽、最大厚、髌骨关节面高、髌骨内关节面宽、髌骨外关节面宽等数据。

  

  3D打印髌骨模型CAD辅助设计和优化

  
    屠重棋教授团队前期通过对健侧髌骨解剖数据的测量,反向生成健侧髌骨模型,计算机辅助设计不断优化,并将股四头肌肌肉止点、髌韧带起点等充分考虑进去,形成最终的3D打印模型,完成“量体裁衣”特制。

    金属材质的新“髌骨”不仅仅是植入关节处,更重要的是,会和人体原有的软组织“铆合”,“纽扣式”地生长成为一体,“秘密武器”在于假体上无数个只有数百微米的细小的孔洞,“大的孔洞用于缝合,肌腱等软组织会慢慢地长进小微孔里,骨细胞、软组织和原本的组织融为一体,就不会影响原来的活动功能了。”3D打印技术的“铆合”,和骨科常用的“骨水泥”材料相比,除了不易松动外,使用寿命也更长,“理论上说,二三十年没有问题。”

    4月2日屠重棋教授团队成功为患者行肿瘤切除、假体置换术。目前伤口愈合好,可正常屈膝和伸膝。

  

  术中膝关节屈伸正常,术后早期功能锻炼,效果好
 

屠重棋教授表示,随着患者对精准治疗要求的不断提高,传统标准化假体无法满足患者不同类型缺损的重建要求,常因为假体重建不匹配导致功能障碍。3D 打印技术在生物医用领域虽然刚刚起步,但已显示出广阔的应用前景。有利于骨与软组织贴附与整合,能够实现术前设计、假体制备与假体植入的有效结合,将是今后骨肿瘤关节假体发展的方向。

据了解,继2015年10月成功完成世界首例“3D打印保留膝关节胫骨干金属骨小梁假体重建术”后,骨科屠重棋教授团队再次利用3D打印技术成功完成各种生物型假体的定制并临床应用,包括:半腕关节金属假体、半骨盆假体、距骨假体、跟骨假体、胫骨干假体、全尺骨假体等治疗肿瘤性骨缺损。该组患者手术时间短、假体匹配性好、功能及疗效满意,标志着我院3D打印技术在骨肿瘤关节与假体在设计、制造及置换领域处于国际领先水平。

截至目前,屠重棋教授及其团队已经完成50余例3D打印金属假体的植入,术后随访可见假体—骨界面已有骨长入,实现生物界面整合,手术效果达到预期。

 
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