胸椎长瘤 3D打印仿生椎体巧换骨
来源：广州日报 日期:2018-07-02
广州日报讯 (全媒体记者伍仞 通讯员李晓姗)当前，3D打印技术方兴未艾。在医学领域，尤其是骨科方面，可以根据病人的需要设计个性化的椎体，重新植入体内，使其功能重建并获得理想部位的功能。日前，南方医科大学南方医院为一名患者成功进行了3D打印仿生人工椎体置换手术。
来自潮阳的35岁黄某是一个渔民，是家中的主要劳动力。但是5个月前，他双下肢出现不明原因的疼痛、麻木、无力等症状，且症状逐渐加重，仅能缓慢行走。在南方医科大学南方医院脊柱骨科进行相关检查后诊断为骨巨细胞瘤合并动脉瘤样骨囊肿，相应层面椎管狭窄，压迫脊髓，导致胸12椎体及其附件骨质破坏。
据了解，骨巨细胞瘤是一种侵袭性肿瘤，又称破骨细胞瘤，在我国是第三大骨肿瘤，动脉瘤样骨囊肿又称良性骨动脉瘤，具有侵袭性的骨病损。南方医科大学南方医院脊柱骨科副主任医师郑明辉介绍，骨巨细胞瘤合并动脉瘤样骨囊肿很少见。肿瘤对该患者骨组织的破坏造成椎体强度下降，椎体高度丢失，继而出现腰背部疼痛症状，同时部分肿瘤组织突破进入椎管，造成脊髓、神经受压，患者有双下肢感觉、运动减退症状进行性加重。
经过医院各科室详细评估黄某病情，认为手术指证明确，要把肿瘤侵犯的一节椎体进行全椎体切除、椎体置换。然而，用于现有脊柱内固定产品的标准无法匹配病人的生理参数，且易出现内植入物下沉，继而出现钉板系统断裂的可能。为了解决这个难题，治疗团队决定根据患者的情况，为他特制一个人工椎体。
研究团队根据病人脊柱的CT扫描数据，为黄某的脊柱建立了精准的3D图像。根据这个图像，设计出属于黄某的个性化植入物，并进行3D打印。经过数百次修改、模拟、再修改，经过测试筛选，结合该患者为单节段椎体破坏，并且位于胸12(胸腰段)，治疗团队选择了一体化结构、12面体骨小梁拓扑结构、原始椎体、75%孔隙率的人工椎体。
“人工椎体坚强的内部框架结构支撑力，能够通过人工椎体轻松承载人体上半身重量，不仅恢复脊柱整体高度，同时提高脊柱整体稳定性，减少脊柱内固定松动和断裂的风险。这样患者术后可尽早下地活动甚至进入正常生活。”最后，在手术团队和设计团队的共同努力下，手术取得圆满成功，黄某术后3天便可自由下地活动。
郑明辉介绍，脊柱肿瘤、脊柱严重爆裂性骨折等所致椎体严重破坏的病患，治疗方法主要为全椎体切除术。但这种手术会严重破坏脊柱生物力学的稳定性，凡是接受了全椎体切除术者，都需要重建脊柱稳定性，也就是在切除的椎体处植入人工椎体。不过，传统的人工椎体并非针对患者个性化设计，而是早已按型号机器加工设计好的，大小匹配不合适，人工椎体上下面与人体本身的椎体不能完全接触，受力不均匀，容易出现终板骨折、内固定下沉，严重影响其支撑力度，达不到理性的远期效果，有时需再次手术，再次手术时由于瘢痕生长，手术难度很大，风险高。
3D 打印个体化制备的置入物进行组织缺损的修复，可以大大提高外科手术的精确性与安全性。
郑明辉表示，通过3D打印仿生人工椎体的设计，团队摸索了一套优化流程，目前可以将从患者获取病变椎体参数开始，到最后个性化3D打印仿生人工椎体完工控制在2周左右。
