骨科临床应用引入3D打印技术

3D打印

医生用3D打印的骨头演示手术

3D打印机打印区域中加入的准备打印的石膏粉末

　　本报讯（记者黄淑平文/图）3D打印技术当下大热，立体照片、玩具汽车、无人飞机等都能用一台机器打印出来。不仅如此，人身上的骨头也能打印。近日，中国人民解放军（漳州）第一七五医院运用3D打印技术帮助一位颈部骨折的患者完成手术。
3D打印机打出仿真骨头助颈椎骨折女士成功手术

今年2月中旬，漳州的蔡女士驾车遇车祸，全身多处撞伤，颈椎c1、c2两节骨折，被送往中国人民解放军（漳州）第一七五医院骨科中心救治，医生诊断蔡女士需要通过手术在颈椎骨折处打入钢钉复位。由于颈椎部位有重要的血管、神经，钢钉稍偏点位置，就有可能扎破血管和神经，引起患者全身瘫痪和死亡，手术难度和风险度都很高。为确保手术成功，骨科中心的医生决定将3D打印技术与这次手术结合。医生将蔡女士颈椎骨折部位的CT和磁共振原始数输入一台与3D打印机链接的电脑3D编辑软件中，运用编辑软件把蔡女士骨折的骨头进行复位还原，随后在3D打印机中添加粉末状石膏和黏合胶，6个小时后，一块与蔡女士受伤部位一模一样的“仿真”颈椎成功打印“出炉”。

为了使钢钉能够精准地钉入骨头中，医生还用3D打印机打印出两块不同大小两端带有钉孔的“导板”。术前，医生先用导板在“仿真”骨头上进行钢钉植入路径准确定位；术中，医生再次借助这个导板，找到术前确定的钢钉植入位置，通过钉孔将钢钉精准地打入骨头中。随后，医生顺利为蔡女士完成手术，手术时长也缩短了不少。

蔡女士的痊愈时间也大大缩短了，并于近日顺利出院。

不久后有望实现打印出能植入人体体内的骨头

据负责3D打印骨头这项技术的中国人民解放军第一七五医院全军创伤骨科中心主治医师程斌介绍，目前医院已经完成3例使用3D打印的“导板”进行钢钉植入的手术，而不同部位会使用不同型号的“导板”，这就需要打印多个“导板”备用。

“医院引进3D打印技术并使用在骨科临床手术中，在福建省内是首次。”

程斌介绍，3D打印机的原理和一般的办公打印机原理是一样的，不同的是3D打印机使用的材料不是喷墨，而是粉末状石膏、钛金属、树脂、塑料等可黏合材料，且打印区域外置。一块是类似方形盒子的区域，用来装打印材料，打印时粉末逐层下降和喷胶，最终在中间形成一个固像；一块是打磨区域，抛光打印后的骨头。程斌说，没有使用3D打印机技术之前，一般的粉碎性骨折、关节置换手术，需要开一个10cm左右的口子，完全把皮肉分离，才能把碎掉的骨头重新拼补或把人工关节植入体内。不仅手术时间长，手术伤口大，关节修补、人工关节不能完全吻合，且手术路径、精确度还会出现偏差。

而采用3D打印这项辅助技术，给现在有难度的手术带来三大利处，一是术前通过感官认识骨折更为直观，能进行360°旋转，有利于准确了解患者骨折程度和术中操作；二是对于骨折部位的钢板术前可以体外预弯，术中只需开2~3厘米的伤口，就能精准插入钢板置钉进行复位；三是缩短手术时间，减少出血量，也有利于患早日康复。

程斌说，目前，国外已经有3D打印机能够打印出直接植入人体内的骨头，不过造价比现在的打印机要高出十几倍，普遍使用还比较困难。所以现在3D打印出来的骨头模型，仅为医生术前选择手术路径、精确手术部位提供参考，不能直接植入人体。程斌还说，现在国外已经有3D打印机能打印活体组织，最长能够存活40天，目前研究人员还在研究将这些活体组织的存活时间延至更长。不久，3D打印机利用各种合适的材料，打印出能够直接用于人体内的技术将有望实现。
作者：黄淑平