《荀子·儒效》篇记载荀况告诫弟子曰:“不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若知之,知之不若行之。”闻、见、知、行虽都是学习和认识事物的方式方法,但耳闻易偏,眼见易惑,知之尚浅,唯有用之于行动才能了然于心。

在信息爆炸的时代,搜索引擎将上图这样3D打印的器官展示在有兴趣的人面前。但是更进一步,3D打印器官是如何发挥作用的依旧蒙着神秘面纱,下面小编就通过实例带大家走进3D打印的临床应用。

骨盆损伤的分型复杂,手术方式繁多、难度大、损伤重、出血多等特点,医生将患者CT扫描后数据导入到Mimic软件或3D-ORTHO三维骨科规划系统,并将每个骨折块进行区域增强、分割处理,把骨折块独自的显示出来,最后将每个骨折块进行三维重建、复位、粉彩、旋转观察重建图像,从而多角度观察骨折块间的三维空间位置关系,判断是否存在韧带、血管及脏器的损伤,设计最个性化的手术治疗方案。

以下为1医院使用3D打印技术治疗骨盆骨折的病例:

基本信息

男16岁外伤致右髋部等多处疼痛、活动受限4小时。

现病史:

患者4小时前骑摩托车被小汽车撞倒,伤后诉右髋部肿痛、活动受限,伴足趾麻木,右膝部、右肘部皮肤擦伤,伤口少量渗血,伴口渴感,下腹部胀痛,在急诊经检查后拟“右髋臼骨折并血肿形成”收入我科作进一步治疗。

专科情况

右髋部肿胀,压痛明显,右髋关节及大腿上举活动受限,骨盆挤压试验、分离试验阳性,未扪及骨擦感,右下肢外旋短缩畸形,足背动脉搏动可,趾端感觉稍减退,活动可。右胫骨前肌肌力IV级,踇趾背伸、屈趾肌力V级,肌张力正常。余肢体未见异常。

影像学检查

髋部CT:右髋臼粉碎性骨折并内侧血肿形成,右髋关节囊积液。

诊断:

右髋臼粉碎性骨折并腹膜后血肿形成。

该病例骨盆的3D模型图▲

术前3D打印模拟复位手术▲

术前三维骨盆片▲

右髋臼骨折切开复位内固定术

主要手术步骤

1

在臀部作后侧入路切口,长约15cm,切开皮肤、皮下筋膜,切开阔筋膜,钝性分离臀大肌、臀中肌、臀小肌,暴露坐骨神经,掀开保护,切开梨状肌、上下孖肌、股方肌,切开髋关节囊暴露髋臼后柱,见右髋臼后柱骨折,骨折移位明显。

2

予撬拔复位满意后,置入一10孔塑型后直型重建钢板及一5孔塑型后直型重建钢板,依次钻孔、测深后,共旋入10枚螺钉固定。

3

透视见骨折复位好,内固定位置正确,检查右髋关节被动活动正常。

三年医院应用3D技术就开展了百多例骨盆手术,明显减少了术中损伤,降低了手术并发症,使患者得到了最科学的治疗。这也是3D打印最成熟的应用——外科导航手术。通过3D打印提供的精确数据,为病人做最个性化的精准治疗。

南方医院采用3D打印技术,为髋臼骨折患者打印出全仿真的骨折髋臼,成功实施骨折内固定术;医院成功将3个采用3D打印技术制作的钛合金假体,分别植入3名骨肿瘤患者体内,修复了他们不同部位的骨骼缺损;上海交大附属六院励峰教授应用3D打印技术治疗主动脉瘤,成功实施了经胸升主动脉瘤封堵术等高难度手术。

在关节领域通过3D打印出来的各种关节则是富有个性的,有着无法比拟的适应性与兼容性。首先是1:1比例的模型,可以提供手术前适应症的选择和模拟手术的机会,特别是金属3D打印具有广泛前景。

郭卫教授完成世界首例3D打印全骶骨假体治疗骶骨恶性肿瘤▲

同时在人工关节复杂翻修解剖重建、骨肿瘤术中解剖重建、颌面外科等领域进行新的探索,为外科医师提供了基于精准医疗理念的解剖重建解决方案。

金属打印的胸骨▲

在生物3D打印领域,南方医科大学黄文华教授已利用3D打印研究出纯骨质、不夹杂金属的胫骨。在上海至少有15家医院在借力3D打印,未来有望打印出各类骨骼、皮肤、血管、肾脏和肝脏等,出现骨骼打印、三维细胞培养支架直接体外打印出细胞、人体组织器官等。其原理是通过提取活细胞,采用特殊生物材料逐层打印器官原型或者器官支架,而后利用支架培育出器官组织。瑞典医生已用活细胞打印出了耳朵和心脏等器官。

生物材料打印心脏▲

虽然3D打印带来的变革与进步有目共睹,但目前仍有很多因素在制约3D打印在生物医疗领域应用。时代进步是一个曲折的过程,任何科技都很难在短时间内代替旧有的成就,不过令人欣慰的是它在进步,快一点或者慢一点都是在往前走,例如利用患者自身干细胞打印器官的实验正在进行中,未来在实现技术上的突破时,就可以大大降低患者的免疫排斥反应,造福人类。









































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