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西南医院临床新技术开展之三十三:关节外科杨柳教授团队完成全球首例个性化3D打印钽金属垫块修复巨大骨缺损的全膝关节翻修手术
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  信息分类-->>>医院动态 更新时间:2017-12-07
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我国骨关节炎发病率约为2.2%3.5%。但40-49岁与50-59岁人群发病率较高,约为27%62%。仅仅在西南医院关节外科,每年就要进行约400例膝关节置换手术。全膝关节置换术是治疗终末期膝关节疾病的最有效的方法之一,可减轻疼痛、恢复关节功能,提高患者生活质量。但术后感染、无菌性松动、骨溶解等并发症对关节周围骨质造成大量的缺失,由于骨缺损的形态千差万别,尤其对于巨大骨缺损填充修补,一直是临床上的难题,传统的骨水泥、异体或自体骨植骨等技术均存在各种问题,影响假体稳定性和寿命,而成品的金属垫块往往不能有效填充形态各异的巨大骨缺损。

近几年来,计算机辅助设计+3D打印的个性化移植物处理人工关节翻修术中的巨大骨缺损成为了热点技术话题,但是目前学界所报道的金属置入物均以钛合金为主,而理论上钽金属具有更佳的生物相容性和骨长入效果,但钽金属因其融点非常高(超过3000摄氏度),超过目前市售金属3D打印机极限,无法实施钽金属3D打印。

西南医院关节外科主任杨柳教授团队与国内3D打印企业通力合作,生产出钽金属3D打印多孔垫块,攻克了这一技术难题,并于20171121日成功实施完成全球第一例AORI III型巨大骨缺损膝关节翻修手术。

患者XXX84岁,通过术前对患者进行精准的三维CT扫描获得骨骼正常和缺损的数据,利用三维重建系统,在计算机上建立患者骨骼形态,比对正常侧,模拟假体植入,依托关节外科实验室已经开展的3D打印模拟临床经验,根据病人术前缺损骨骼状态及医工协作的讨论方案,3D打印重建出病人骨骼模型,通过“ITIImage To Implant医生-工程师的医工交互平台反复修改设计方案,并与企业密切合作,为患者量身定制出修补严重骨缺损的专属3D打印钽金属垫块,患者术后第一天,就能在帮助下下床活动、行走。

首例个体化3D打印钽金属垫块修复巨大骨缺损膝关节翻修手术的实施,正是由于各方合作为患者量身定制的3D打印钽金属补块良好的贴合度和表面粗糙度完美填充了巨大骨缺损,确保了骨缺损后钽金属假体植入的初始稳定性,表面粗糙多孔的金属骨小梁设计又可以使自体骨很快长入金属孔隙內,从而获得假体与自体骨的长期稳定,使手术操作流程大大简化,手术时间大幅缩减,且减少了手术并发症,也使得假体植入后的长期稳定性得到有效保证。


图1  3D打印模型

图 2 个性化3D打印钽金属垫块

图3 胫骨巨大骨缺损

图4  植入个性化3D打印钽金属垫块


图5-6 个性化3D打印钽金属垫块及翻修假体

图7  术前X光片

图8  术后X光片

 
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