【“三创”成果展】3D打印多孔钽:髋周疾病治疗的革命性高新技术

  • 日期:2019-09-26

3D打印技术是近年来出现的革命性高新技术,在医学领域被广泛应用。多孔钽金属是目前世界公认的最先进、最适合的骨填充材料。大连大学附属中山医院骨一科,在赵德伟教授的带领下,在世界范围内,率先将“3D打印多孔钽金属技术”应用于髋周疾病的治疗,取得了很好的临床疗效和社会效益。

3D打印多孔钽技术在髋关节发育不良治疗中的应用

髋关节发育不良是髋关节外科的常见病,对于60岁以上的患者,通常采取人工关节置换术。年轻患者为避免二次或多次翻修手术的问题,通常采取保留髋关节的手术治疗。目前,治疗髋关节发育不良的常用保髋手术方法是截骨术,它是通过截骨后旋转髋臼,增加髋臼对股骨头的覆盖,增加接触面积(图1-1)。该手术需要做大范围的截骨,手术创伤大、风险高,术后需长时间卧床,恢复时间长,易出现卧床并发症。

利用计算机模拟与3D打印技术制作的多孔钽金属髋臼补块可以精准的填补髋臼缺损部分(图1-2),有效增加髋臼对股骨头的包容,改善两者之间的接触面积,从而延缓或终止髋关节骨性关节炎的进展。该方法利用计算机精准设计,使填补的髋臼盖与股骨头的匹配度达到最佳,同时,多孔结构设计及钽金属有利于骨长入到填补的模块中,使其远期也能够具有较好的稳定性,手术操作简单,无需截骨,对患者损伤小,术后可以早期下床活动,避免卧床并发症。(图1-3)

3D打印多孔钽技术在髋关节置换及翻修术中的应用

对于大范围的骨缺损修复术,用3D技术打印出来的金属填充物能够做到与患者骨缺损区域完全贴合,术中无需修整患者自身骨骼以匹配金属植入物,减少对患者的损伤,减少术中出血,缩短手术时长,同时,金属填充物植入后非常稳定,可以与患者自身骨骼完全长合到一起,成为一个整体,因此,术后1-2天即可下地活动,恢复快,远期疗效也非常好。3D打印技术避免了传统治疗方法中利用大块异体骨移植时存在的排斥、感染、植入骨被吸收等风险,也避免了应用固定规格金属填充物时与宿主骨不匹配,需修整原本已经大范围缺损的宿主骨。同时,3D打印技术相比传统治疗方法的医疗费用大大降低,减轻患者的经济负担。对术者而言,术者可以通过3D打印出来的骨骼进行模拟手术,做到心中有数,大大降低了手术难度。(图2-1、2-2)

3D打印多孔钽技术在股骨头坏死治疗中的应用

早期的股骨头坏死通常采用髓芯减压术,该方法是通过微创的方法将克氏针钻到骨坏死的区域,降低骨髓内压力,改善骨坏死区域的血液微循环,进而终止或逆转骨坏死的发生和进展。结合患者术前的CT影像制作出3D打印导板,通过导板准确的将克氏针送到骨坏死的中心区域,避免了反复调整克氏针过程中对股骨头血运的破坏,大大降低了手术难度,手术时间缩短到5-10分钟,同时减少了术中X线透视对患者和医生的电离辐射。(图3-1、3-2)

总之,目前,骨一科的3D打印技术应用于髋周疾病的治疗,在手术操作难度、手术时间、手术费用、术后康复、远期疗效等方面都取得了跨越式进展,自技术开展以来,团队不断完善精准技术,为髋周疾病患者的康复带来希望。