人類與疾病抗?fàn)幨返耐七M(jìn)不僅僅依托新的藥物的出現(xiàn)和發(fā)明，更依賴醫(yī)療技術(shù)和工具的不斷發(fā)展。作為人體內(nèi)最堅(jiān)硬的器官，我們擁有的206塊骨骼支撐、保護(hù)著我們的軀干和其他重要器官，同時(shí)也是人體進(jìn)行活動(dòng)的基礎(chǔ)構(gòu)件。某一塊骨骼的壞死或摘除，對(duì)患者而言可能并非致命疾病，但卻能讓患者喪失行動(dòng)能力，進(jìn)而忍受長(zhǎng)期的煎熬和折磨。

    在醫(yī)生為病人解除病痛，救死扶傷的背后，是技術(shù)創(chuàng)新、工具升級(jí)所提供的推動(dòng)力。作為醫(yī)療行業(yè)中率先嘗試將3D打印進(jìn)行臨床應(yīng)用的單位，吉林大學(xué)第二醫(yī)院骨科醫(yī)院一直致力于將新型技術(shù)形態(tài)的3D打印技術(shù)與骨科疾病治療結(jié)合在一起。

    3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用大有文章可做

    2014年12月31日，當(dāng)全國(guó)上下都沉浸在辭舊迎新的熱鬧氣氛中時(shí)，吉大二院骨科醫(yī)院的手術(shù)室前卻彌漫著緊張的氣息，所有人都在焦急的等待著手術(shù)的結(jié)果。當(dāng)王金成教授和團(tuán)隊(duì)出現(xiàn)在手術(shù)室門口時(shí)，緊張的氛圍達(dá)到了沸點(diǎn)。隨后，一陣喜悅的歡呼聲將許久的壓抑引爆，世界首例3D打印腕關(guān)節(jié)置換手術(shù)順利結(jié)束。同樣的場(chǎng)景還出現(xiàn)在了2014年5月14日，王金成和團(tuán)隊(duì)完成了世界首例3D打印雙肘人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)。

    成功的臨床應(yīng)用證明，技術(shù)的創(chuàng)新將為病患帶來福音，3D打印在醫(yī)學(xué)應(yīng)用大有文章可做。

    與傳統(tǒng)技術(shù)相比，3D打印技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是打印的“骨骼”是為患者量身定做的，可高度嵌合肢體，也可以大大縮短手術(shù)時(shí)間，減少出血量，減輕患者痛苦。“打個(gè)比喻，傳統(tǒng)制作假體是做減法，醫(yī)生采用模型鑄造出的假體‘標(biāo)準(zhǔn)件’，根據(jù)患者具體情況，哪塊不需要就削掉，而3D打印技術(shù)精確度可以達(dá)到0.1毫米甚至更小，打印出的假體可精確到與患者原生骨骼一樣的尺寸，使手術(shù)更加個(gè)性化、精準(zhǔn)化。” 吉林大學(xué)第二醫(yī)院骨科醫(yī)院王金成教授介紹道，“另外，天然骨頭表面的多孔結(jié)構(gòu)也很容易被3D打印“骨骼”復(fù)制，它們像海綿一樣可以將周邊的骨頭吸引進(jìn)來，使真骨與假骨之間結(jié)成牢固的一體，有助于縮短患者的恢復(fù)期?！?/p>

    對(duì)醫(yī)生來說，3D打印技術(shù)的應(yīng)用更具精準(zhǔn)度和前瞻性。仿真模型可以發(fā)現(xiàn)大量隱藏的信息，方便醫(yī)生進(jìn)行術(shù)前評(píng)估、診斷、選擇手術(shù)路徑、精確手術(shù)部位及決定手術(shù)方案，可就術(shù)中應(yīng)避開的人體組織、血管、神經(jīng)等復(fù)雜情況進(jìn)行提前演練。同時(shí)，針對(duì)外地患者的會(huì)診，也可以通過對(duì)方醫(yī)院傳來的患者影像數(shù)據(jù)，用3D打印機(jī)打印出仿真實(shí)體，以此為手術(shù)提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)。

    3D打印技術(shù)有效解決手術(shù)中的難題

    創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用是各行業(yè)發(fā)展和變革的趨勢(shì)，在醫(yī)療行業(yè)，技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是“潮流”，而是要切實(shí)解決臨床治療過程中遇到的難點(diǎn)，緩解病患的病痛，為治愈疾病提供支持。以王金成教授此前運(yùn)用3D打印技術(shù)完成的雙肘人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)為例，這臺(tái)手術(shù)在國(guó)內(nèi)，甚至在世界上都是尚屬首例。

    病人患有二十多年的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，雙膝關(guān)節(jié)、雙肩關(guān)節(jié)、雙腕關(guān)節(jié)、雙肘關(guān)節(jié)都已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的病變，其中最為嚴(yán)重的就是膝關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)。患者剛到醫(yī)院檢查的時(shí)候，由于肘關(guān)節(jié)破壞十分嚴(yán)重，形狀不規(guī)則，傳統(tǒng)關(guān)節(jié)假體根本無法匹配。在經(jīng)過與幾位專家共同研究后，醫(yī)院決定采取3D打印技術(shù)，為患者定制一套3D金屬肘關(guān)節(jié)。

    在當(dāng)時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在肩胛骨、骨盆等部位的手術(shù)中成功應(yīng)用，但在肘關(guān)節(jié)置換術(shù)方面還屬于空白。因?yàn)榛颊叩那闆r特殊，王教授和團(tuán)隊(duì)第一時(shí)間同制作3D肘關(guān)節(jié)假體的公司聯(lián)絡(luò)，將患者肘關(guān)節(jié)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)發(fā)送過去，以便為患者量身定制了肘關(guān)節(jié)假體。

    經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，肘關(guān)節(jié)假體終于成型，醫(yī)院為患者量身定制的手術(shù)方案也終于可以進(jìn)行?！笆中g(shù)從患者的右臂開始，在對(duì)右肘進(jìn)行了局部消毒后，手術(shù)刀從患者的肘部后方切開了約10厘米的切口，為了保護(hù)尺神經(jīng)，刀鋒需要精準(zhǔn)的游離在肱三頭肌及肘肌之間，連同骨膜將肱三頭肌腱自鷹嘴剝離，保持肱三頭肌與骨膜間的完整；這樣，肱骨遠(yuǎn)端、尺骨近端及橈骨小頭就這樣顯露出來。”王金成詳細(xì)的講解了手術(shù)的過程。

    據(jù)王教授介紹，由于患者肘關(guān)節(jié)變形十分嚴(yán)重，肱骨和尺骨已經(jīng)交叉，需要把交叉的部分鋸掉。將切口打開后，眼前的狀況與手術(shù)之前預(yù)測(cè)的情景完全一樣，利用精確的器械引導(dǎo)，將肱骨下端和尺骨上端進(jìn)行了切除，為內(nèi)置入人工肘關(guān)節(jié)創(chuàng)造條件。隨后，將3D打印的人工肘關(guān)節(jié)假體置入肱骨和尺骨之間，人工肘關(guān)節(jié)的兩個(gè)部分用插銷連接固定住。位置確定好了，將患者的肘部進(jìn)行了伸展活動(dòng)，確保置入的人工肘關(guān)節(jié)活動(dòng)良好后，對(duì)手術(shù)切口進(jìn)行了縫合。隨后又再次為患者的左臂進(jìn)行了3D肘關(guān)節(jié)置換手術(shù)。

    術(shù)后，患者的恢復(fù)很好。“在我們持續(xù)跟蹤隨訪的幾十例病例中，截止目前，3D打印定制化骨骼植入體可以和患者完美共處，甚至在康復(fù)時(shí)間和康復(fù)效果上也超出預(yù)先估計(jì)非常讓人驚喜，這是采用傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)所無法比擬的?！蓖踅淌诮榻B了目前3D打印人工關(guān)節(jié)臨床應(yīng)用的效果。

    本土創(chuàng)新，為3D打印人工關(guān)3D節(jié)領(lǐng)域發(fā)展加速

    現(xiàn)階段3D打印的主要運(yùn)作形式是“醫(yī)工結(jié)合”，這種協(xié)作方式正在逐漸磨合的過程中走向成熟。起初的時(shí)候，一個(gè)定制的3D打印關(guān)節(jié)從設(shè)計(jì)到制作需要整整一個(gè)月的時(shí)間，隨著醫(yī)生和工程師配合的日漸熟練，現(xiàn)在這個(gè)制作過程已經(jīng)可以壓縮到一至兩天。而在安全性上，目前，3D打印假體跟傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)假體一樣，在材質(zhì)上都采用鈦合金材料，從材料層面來說是安全可靠的。

    王金成教授表示，在此前順利實(shí)施的3D打印人工關(guān)節(jié)替換手術(shù)中，來自本土的技術(shù)創(chuàng)新力量提供了不可或缺的支持。作為全國(guó)首個(gè)獲得CFDA批準(zhǔn)的3D金屬產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，愛康醫(yī)療現(xiàn)階段上市的3D打印髖臼關(guān)節(jié)，在保持同等質(zhì)量的情況下，要比市面上的進(jìn)口產(chǎn)品便宜了近三分之一，上市三個(gè)多月以來，已經(jīng)成功的應(yīng)用在了300多個(gè)臨床案例中，其中多例都是罕見的疑難病例。

    未來3D打印技術(shù)將成為不同患者個(gè)性化醫(yī)療定制的新趨勢(shì)，并且將會(huì)以遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的醫(yī)療手段為更多患者帶來福音。3D打印技術(shù)的發(fā)展，不僅需要工具的進(jìn)步，更依賴于醫(yī)生同工程師的密切設(shè)計(jì)和配合。希望未來，通過產(chǎn)業(yè)的通力協(xié)作，“量身定制”的3D打印人工關(guān)節(jié)可以造福更多病患。