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3D打印技術實作復雜髖關節精準化翻修,助力患者重獲新生

2023-12-28健康

近日,同濟大學附屬同濟醫院運動醫學科、骨關節外科中心主任程飈團隊成功利用3D打印技術實作復雜髖關節精準化翻修,助力患者重獲新生。近年來,數位骨科飛速發展,3D打印技術廣泛套用於復雜骨科手術,其中術前規劃及術中導板套用已非常普遍,大大節省了手術時間,減少術中出血。然而對於一些特殊關節翻修病例,常規關節義肢已不能有效解決關節完美重建及獲得長期穩定性要求。最新的個人化3D打印金屬義肢讓曾經復雜棘手的關節翻修手術成為現實,無疑是患者的時代福音。

鄭阿姨患有嚴重類風濕性關節炎,來到同濟大學附屬同濟醫院運動醫學科、骨關節外科中心就診,程飈為她做了詳細檢查,發現鄭阿姨髖臼側缺損異常嚴重,髖臼已被股骨義肢「磨穿」,並且移位明顯,伴隨髖臼周圍大量骨溶解、骨吸收。重建穩固的髖關節義肢是手術的首要任務,大量骨溶解、骨吸收、骨缺損給手術帶來相當大的挑戰。

為了更精確地實施手術,基於「精準醫療」理念,程飈團隊創新性提出借助3D打印技術輔助實施髖關節翻修手術。術前,程飈主任團隊運用3D打印技術,精準打印患者骨缺損情況,並個體化設計多個手術方案,進行電腦模擬,最終敲定3D訂制人工義肢元件;進行多次體外模擬手術,以確保手術過程精準、順利進行。

經過充分的術前準備後,行復雜人工髖關節翻修術,手術按照術前規劃順利完成。術後,鄭阿姨順利下地行走活動,恢復狀態良好。

隨著老齡化社會到來,人工關節因其確切的療效,在近數十年來得到普遍套用。伴隨使用年限的增加,義肢的松動、下沈及外傷所致的義肢周圍骨折等情況逐漸增加,常需要對髖關節翻修,相對於初次置換,由於骨缺損等原因使人工關節翻修手術變得較為復雜,技術要求高。相比傳統手術過程中完全依靠醫生的經驗和主觀判斷,將3D打印技術套用於骨缺損評估、重建手術的個人化設計及模擬手術中,可以極大提高手術的精準性和安全性,使患者享受到個人化精準醫療,為人工關節髖關節置換後的患者保駕護航。

術前規劃

當下的臨床醫生多憑借患者癥狀及影像學評估病情,但臨床中發現有許多患者病史較長,存在解剖畸形,術中難以確定正確的解剖位置,增大了手術難度。3D打印技術透過整合術前影像學資料,采用建模軟體處理及加工,構建出病變部位的三維數位模型,使用特定的材料打印出與實體器官相同的模型,可以多角度觀察病變關節,全面評估病情,制訂手術計劃,避免術中損傷重要組織,有效解決復雜關節置換手術中可能遇到的難題。

人工義肢及內植物的個體化制造

個人化、精準化、微創化是現代骨科發展的一個重要方向,主要目的是修復骨結構、維持生物穩定性、恢復運動功能。目前臨床中使用的內植物、人工義肢是依據大樣本解剖數據進行的均一化設計,但每個患者的病情程度及解剖特點都不盡相同,導致義肢的型號通常不能完全匹配,給術中義肢的選擇造成一定困難,而依據患者的個體解剖特點客製內植物或人工義肢,可提高治療效果及預後。它具有以下優點:

1、手術精準度高,使復雜的手術簡單化,同時客製個人化的手術工具,簡化手術操作。

2、有效的縮短手術時間,減少手術出血,提高手術效果。

3、手術團隊在術前進行逼真的手術模擬,制定詳細的手術方案。

4、電腦設計的術中導航樣版可以透過3D打印進行快速制作,最大限度在術前了解患者損傷處的詳情。

5、對骨損傷、關節損傷等疾病患者進行個體化客製,制作出與患處形態相符合的義肢等植入物。

3D打印技術是一種以數位模型檔為基礎,運用粉末狀金屬或塑膠等可粘合材料,透過逐層打印的方式來構造物體的技術,不僅廣泛套用於航空航天、工業設計,也是當今醫學領域的熱點之一。運動醫學科、骨關節外科中心利用這一技術,透過構建人體骨骼模型,在術中指導髖臼成型方向,提高手術的精細化水平胡個人化水平,在最大程度下降低並行癥,取得令人滿意的手術效果。專家介紹

程飈

運動醫學科、骨關節外科中心主任

主任醫師、教授

博士和博士後研究生導師

專家門診:周一、周二上午

肩肘專病門診:周一上午、周四上午

骨關節外科中心專病門診:周一至周日

特需門診:周四上午

現任同濟大學附屬同濟醫院運動醫學科、骨關節外科中心主任。上海醫學會運動醫學分會副主委,全國骨科關節鏡學組委員,中國肩肘外科協作組創始委員,中華醫學會運動醫療分會上肢學組委員,上海市醫師協會關節鏡學組副組長,上海市手外科專科委員,上海市運動醫學會理事,中國矯形外科雜誌編委,Arthroscopy中文版編委,上海市醫療事故專家鑒定委員會委員。