【大连晚报】运用3D打印技术治疗髋关节发育不良

  • 文:转载:2017年11月6日《大连晚报》A7版
  • 日期:2017-11-06

在大连医疗界,大连大学附属中山医院的骨科有着较大的影响力,特别是学科带头人赵德伟教授带领的团队,对髋关节疾病的治疗处于全国领先水平,在股骨头缺血性坏死的治疗方面,独创了针对成人及儿童股骨头缺血性坏死的系列治疗方法十余种,并在全国广泛应用,受到国际国内著名专家的广泛关注和好评。 今年,大连大学附属中山医院骨一科开展技术创新,引入3D打印技术,首创3D打印多孔钽金属髋臼盖治疗发育性髋关节发育不良,从今年4月份至今已完成12例手术,患者术后反应良好,再次在业内引起广泛关注。

中青年是发育性髋关节发育不良的“爆发期”

大连大学附属中山医院骨一科赵德伟教授团队介绍,发育性髋关节发育不良(简称DDH)包括髋关节不稳定、半脱位、脱位、髋臼发育不良等相关疾病。“许多患者在儿童时期表现正常,开始出现疼痛的年龄往往在30岁左右,而30岁至50岁则是发育性髋关节发育不良的‘爆发期’,具体表现为劳累及远行后疼痛、跛行,短暂休息会得到缓解,但若不及时治疗,症状会不断加重。临床显示,发育性髋关节发育不良病程进展快,痛苦大,严重者会丧失劳动能力,此时保守治疗往往难以奏效。”

人体的髋关节分为髋臼与股骨头两部分,发育正常的髋关节,是二者形成良好的“包裹”关系,而发育性髋关节发育不良中的髋臼发育不良,是指髋臼没有正常发育,对股骨头“包裹”得较少,而因为覆盖面过少,使得接触面压强增大进而髋臼磨损较快。

赵德伟教授团队介绍,目前对于髋臼完全磨损的患者,可进行人工髋关节置换,这种方法适合60岁以上的患者;对于髋臼没完全磨损的患者,可通过手术将髋臼切下,旋转一定角度后再放置体内,以增加髋臼与股骨头的接触面积。还有一种选择是对髋臼旁边的髂骨进行截骨,对缺失的髋臼进行“粘补”。相比人工髋关节置换,无论是髋臼调整角度再放置还是髂骨截骨,都适合更年轻的髋臼发育不良患者,但二者又都有着共同的风险:创伤大、风险高,疗效不确切。“一方面因为髋臼调整角度再放置时,角度的偏差不易控制;另一方面髂骨有其天然的曲面,不易与股骨头形成较好的‘包裹’关系。”

借助3D打印技术 “修补”缺失的髋臼更加精准

今年4月,一位34岁的髋臼发育不良的患者来到大连大学附属中山医院骨一科。患者是一位女性,因为髋臼先天发育不良在五岁时曾经做过截骨手术,达到一定的效果,但近两年出现髋关节处疼痛的症状且不断加剧,确诊为髋臼缺失。赵德伟教授团队介绍,在仔细研究了该患者的病情后,骨一科团队经过反复讨论,决定运用3D打印技术,以钽金属为原料,打印出一个“髋臼盖”以弥补现有髋臼的缺失。

3D打印作为一种新兴技术,在医学领域将3D打印与髋臼缺失联系在一起,大连大学附属中山医院骨一科是第一个“吃螃蟹”的人。“钽金属因为具有优良的生物相容性及稳定性,被做成接骨板及螺钉在医疗行业广为应用,但以此为材料通过3D打印技术做出髋臼的模型还是有相当大的难度。”参加治疗的程亮亮医生介绍,在对患者进行骨盆CT扫描后,计算机将骨盆做3D重现,并将得到的数据与标准数据进行对比,通过计算建立缺失部分的3D模型。这个过程说起来很简单,但操作起来却非常复杂。“因为这个钽金属髋臼盖最终要放入患者体内,不仅要与受损的髋臼严丝合缝,而且要与股骨头形成接近自然的‘包裹’角度,这就对计算的精确性、模具的精准度提出了严格的要求。”

经过两个星期的精心准备,患者的手术顺利进行。由于术前准备非常充分,钽金属髋臼盖尺寸非常精准,手术仅用时一个小时,患者反应良好,四个月之后就重新走上了工作岗位。

手术技术自主创新 细节考虑更显专业

赵德伟教授团队介绍,目前,3D打印技术虽然被引入到医疗领域,但许多医疗机构是通过与技术公司合作实现3D打印技术与医疗技术的结合。与他们不同,“3D打印多孔钽金属髋臼盖治疗发育性髋关节发育不良”所有环节都是由大连大学附属中山医院骨一科自主完成,这不仅是因为大连大学附属中山医院拥有世界先进的3D打印设备,而且医院还拥有一支集科研、临床、教学于一身的专业队伍。

为了让钽金属髋臼盖与患者的髋臼充分相容,赵德伟教授团队特别将钽金属髋臼盖设计成多孔形态。“人体的骨骼有非常强的生长与相容能力,通过多孔的设计,钽金属髋臼盖与患者的原生髋臼可以形成更密切的连接关系,进而可以增加钽金属髋臼盖使用的舒适度及使用寿命。”赵德伟教授团队介绍,目前,“3D打印多孔钽金属髋臼盖治疗发育性髋关节发育不良”适用于18岁~60岁、影像学检查明确为发育性髋关节发育不良的I型患者。

赵德伟教授团队特别提醒,髋关节发育不良患者的病变关节,可表现为多种形式的解剖结构异常,表现出的症状也不尽相同,临床上会见到将髋臼发育不良诊断为股骨头坏死的情况。为避免误诊及漏诊,当患者在步行或运动后出现间歇性髋关节疼痛且休息后可缓解症状时,应及时到专业医院接受影像检查,并向专业医生咨询。