3D打印: 个性化术前模拟 发动医学革命新引擎
3D打印技术,仿佛在一夜间成为了风靡世界的“宠儿”,就像是无所不能、神通广大的“凡事灵”……在热火朝天的赞誉中,上海产业技术研究院“沉下心”来,广泛调研,潜心研究,认真布局上海3D打印技术的未来发展,并成立了上海产研院3D打印创新中心,立足于服务与推动上海3D打印装备与材料的开发与应用,并为全社会提供3D打印服务,营造集服务、研发、产品设计于一体的3D打印产业化环境。通过前期与第二军医大学附属长征医院合作研究3D打印技术在临床医学中的应用,日前在个性化术前模拟方面取得了令人欣喜的突破,为3D打印技术寻找到了一个合适的“伴侣”,成为开启医疗领域革命的一个新型“引擎”。
骨盆是连接人体上半身和下半身的“交通枢纽”,起到了“承上启下”的重要作用。日前,上海产研院运用3D打印技术,为长征医院一病例建构了骨盆骨折模型,“私人定制”了全仿真 “骨折髋臼”,成功对患者错位数月的髋臼和股骨头进行了“复位整修”。
现年45岁的魏先生来自福建,今年1月因骑助动车避让不及,撞上路边的水泥柱子,造成骨盆髋臼、左股骨等多处骨折,不幸丧失了行走能力。在当地医院救治后仍未痊愈:魏先生的右髋臼(即骨盆连接大腿处)粉碎性骨折移位,股骨头脱位,而骨盆重要组成部分——右髋臼骨破裂,完整的骨盆面临崩溃,且骨盆已摔成多块,多处骨裂,碎片多达20余块。
据长征医院骨创伤外科主任陈爱民教授介绍,这种陈旧性复杂骨盆髋臼骨折手术,在常规条件下,需通过腹部和腿部前后两处切口进行手术复位修补,但由于患者腹部已经留下人工造口,无法再次进行手术;而如果单从后面入路,视野不能完全覆盖,加上骨痂形成,部分骨折存在畸形,手术复位成功率会大大降低。
面对这一难题,上海产研院的3D打印技术专家与长征医院的手术团队另辟蹊径,采用3D打印技术,为患者建构了三维立体骨盆骨折的骨架模型,模拟个性化的手术方案。术前,医生根据3D打印模型,将所有术中会遇到的问题提前演练,清晰地了解到股骨头向盆腔内移位程度和方向、髋臼内壁移位情况、缺损部位大小、骨痂形成情况,以及移位的骨折块和瘢痕组织与控制下肢的主要血管神经的关系,极大地提高了手术的精确度和可靠性。
手术中,医生的每个手术步骤都在3D打印骨盆模型的引导下准确无误地完成!并且仅用3个小时就顺利完成了这一复杂的手术,大大减少了手术创伤和时间。与此同时,术中出血仅600毫升,约为传统手术的20%到33%。术后复查手术效果与术前3D打印模拟手术完全匹配,经过6天的康复治疗,魏先生已能成功坐起。
上海产研院已与沪上部分医院在术前模拟方面开展了有效应用,经过临床检验,尤其适用于帮助制定复杂创伤的解决方案。如:与长征医院合作,在3D打印技术的辅助下,还完成了世界首台骶骨骨折伴骶丛损伤手术。而在以往,这样的手术因解剖异常复杂、手术区域布满众多神经血管而被医生们视作“世界性难题”,已无可靠解决方案。
下一步,上海产研院还将涉足整形美容、时装设计、现代建筑设计、首饰设计等多个领域,与相关的“创新伙伴”们一同探索拓展3D打印技术的应用前景和服务内涵,赋予这一技术更鲜活的生命力。