西京醫(yī)院完成世界首例3D打印鉭金屬人工椎體?臨床應(yīng)用研究

西京醫(yī)院完成世界首例3D打印鉭金屬人工椎體臨床應(yīng)用研究

近日，在陜西省重大智能制造專項(xiàng)的支持下，西京醫(yī)院骨科在國(guó)際上首次將鉭金屬3D打印的長(zhǎng)節(jié)段人工椎體，運(yùn)用于脊柱惡性腫瘤整塊切除后的缺損重建。

37歲的李樺（化名）來自陜西省寶雞市，由于進(jìn)行性背部疼痛并嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，來到西京醫(yī)院骨科就診。多學(xué)科專家團(tuán)隊(duì)會(huì)診后，確診為胸9-11椎體惡性腫瘤病理骨折并脊髓受壓，決定為其實(shí)施三節(jié)段脊椎腫瘤后路整塊切除。脊椎惡性腫瘤的后路整塊切除，對(duì)于徹底切除腫瘤、降低復(fù)發(fā)、解除脊髓壓迫具有重要意義。與單節(jié)椎體整塊切除不同，多節(jié)段整塊切除手術(shù)難度更大、風(fēng)險(xiǎn)更高，長(zhǎng)節(jié)段脊柱缺損重建更易發(fā)生并發(fā)癥。

△鉭金屬3D打印椎體

     鉭金屬是目前醫(yī)學(xué)界公認(rèn)生物相容性好的人體硬組織植入材料，多孔鉭彈性模量與骨組織相似，遠(yuǎn)低于鈦合金，且具有明顯的骨長(zhǎng)入優(yōu)勢(shì)和抗感染能力。然而，由于鉭金屬熔點(diǎn)高和鉭粉價(jià)格高的特點(diǎn)，使鉭金屬的3D打印增材制造在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面都有困難。西京醫(yī)院骨科李靖副教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)和制備機(jī)構(gòu)，在陜西省重大智能制造專項(xiàng)的支持下，以臨床應(yīng)用需求為牽引，開展數(shù)字化建模，生物力學(xué)設(shè)計(jì)研究。在此基礎(chǔ)上，通過采用全球唯一的大功率等離子旋轉(zhuǎn)霧化制粉裝備，制備出價(jià)格適中的高品質(zhì)球形鉭粉。與此同時(shí)，進(jìn)一步在自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)高精度電子束3D打印裝備上，解決了高熔點(diǎn)鉭金屬精準(zhǔn)熔化的難題，快速高效打印出個(gè)體化鉭金屬假體，為骨缺損增材制造中的異形性、骨長(zhǎng)入和力學(xué)問題提供了解決方法。

△術(shù)后X片顯示重建假體

    為了對(duì)李樺的脊椎惡性腫瘤切除后缺損進(jìn)行精準(zhǔn)重建，科研聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)根據(jù)CT 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)個(gè)體化長(zhǎng)節(jié)段椎體并完成鉭金屬椎體的3D打印。手術(shù)當(dāng)日，李靖副教授主刀實(shí)施三節(jié)段脊柱腫瘤整塊切除，同時(shí)采用3D打印的鉭金屬椎體進(jìn)行支撐重建。由于個(gè)體化設(shè)計(jì)假體的良好匹配，重建過程非常順利，手術(shù)全程4小時(shí)完成。術(shù)后李樺脊髓壓迫完全解除，神經(jīng)功能恢復(fù)正常。術(shù)后一周下地自由行走，對(duì)功能恢復(fù)滿意。

     據(jù)西京醫(yī)院骨科主任羅卓荊教授介紹，此次西京醫(yī)院骨科團(tuán)隊(duì)與跨界學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)交叉融合，完成世界首款鉭金屬3D 打印長(zhǎng)節(jié)段人工椎體的臨床應(yīng)用，制備出價(jià)格適中的高品質(zhì)球形鉭粉，解決了高熔點(diǎn)鉭金屬精準(zhǔn)熔化等難題。相信在不久的將來，個(gè)體化和組配式鉭金屬3D打印假體能夠在經(jīng)濟(jì)和普適性方面得以大幅提高，在為廣大患者解決病痛的同時(shí)，為骨科硬組織修復(fù)重建貢獻(xiàn)了解決方案。  

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