西京医院完成3D打印钽金属人工椎体临床应用研究
发布时间:2021-08-02  来源:科技工作者 刘华  作者:  发布人:张敏  阅读次数:  A A+

近日,在陕西省重大智能制造专项的支持下,空军军医大学西京医院骨科首次将钽金属3D打印的长节段人工椎体,运用于脊柱恶性肿瘤整块切除后的缺损重建。

37岁的李桦(化名)来自陕西省宝鸡市,因进行性背部疼痛严重影响生活质量,来到西京医院骨科就诊。

多学科专家团队会诊后,确诊为胸9-11椎体恶性肿瘤病理骨折并脊髓受压,决定为其实施三节段脊椎肿瘤后路整块切除。脊椎恶性肿瘤的后路整块切除,对于彻底切除肿瘤、降低复发、解除脊髓压迫具有重要意义。与单节椎体整块切除不同,多节段整块切除手术难度更大、风险更高,长节段脊柱缺损重建更易发生并发症。

钽金属是目前医学界公认生物相容性最好的人体硬组织植入材料,多孔钽弹性模量与骨组织相似,远低于钛合金,且具有明显的骨长入优势和抗感染能力。然而,由于钽金属熔点高和钽粉价格高的特点,使钽金属的3D打印增材制造在技术和经济层面都有困难。

西京医院骨科李靖副教授团队联合相关科研院所和装备研发公司,在陕西省重大智能制造专项的支持下,以临床应用需求为牵引,开展数字化建模,生物力学设计研究。在此基础上,通过采用大功率等离子旋转雾化制粉装备,制备出价格适中的高品质球形钽粉。

与此同时,进一步在自主研发的国产高精度电子束3D打印装备上,解决了高熔点钽金属精准熔化的难题,快速高效打印出个体化钽金属假体,为骨缺损增材制造中的异形性、骨长入和力学问题提供了解决方法。

为了对李桦的脊椎恶性肿瘤切除后缺损进行精准重建,科研联合攻关团队根据CT数据设计个体化长节段椎体并完成钽金属椎体的3D打印。

手术当日,李靖副教授主刀实施三节段脊柱肿整块切除,同时采用3D打印的钽金属椎体进行支撑重建。由于个体化设计假体的良好匹配,重建过程非常顺利,手术全程4小时完成。术后李桦脊髓压迫完全解除,神经功能恢复正常。术后一周下地自由行走,对功能恢复满意。

据西京医院骨科主任罗卓荆教授介绍,此次西京医院骨科团队与跨界学术团队交叉融合,完成钽金属3D打印长节段人工椎体的临床应用,制备出价格适中的高品质球形钽粉,解决了高熔点钽金属精准熔化等难题。相信在不久的将来,个体化和组配式钽金属3D打印假体能够在经济和普适性方面得以大幅提高,在为广大患者解决病痛的同时,为骨科硬组织修复重建贡献解决方案。

摘自《3D科学谷》

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