3D打印技术给患者带来的福音

崔贺铭 2021-07-14

3D打印助遇车祸女子距骨缺失恢复

   一位43岁的女患者因不幸遭遇车祸,造成距骨粉碎骨折、脱出,导致左踝关节开放性脱位并距骨体缺损,踝关节活动受限,属罕见的病例。据骨科专家贺西京教授介绍,距骨是人体踝关节的一个关键部分,主要支持脚向各个不同的方向上移动,是连接下肢和足部的枢纽,肩负重力传递和运动的耦联,是足部重要的功能单位。距骨缺失造踝关节功能丧失造成患者的踝关节屈伸功能不变。面对距骨的缺失,传统的治疗方法是进行踝关节融合术,会造成踝关节活动丧失,人工距骨置换可以实现踝关节和距下关节的运动,这就使足部可以上下左右的运动,使病人重新获得活动的能力。

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   2017年12月29日,西安高新医院特聘骨科首席专家、3D打印医疗器械专业委员会专家委员贺西京教授和其团队成功为这位43岁的女性患者施行了3D打印个性化定制人工距骨假体植入手术,经有关文献检索个性化3D打印人工距骨植入术是西北地区首例,目前全球仅完成4例这类手术,这一具有领先水平的数字化、精准化、个性化的临床应用技术,达到国内外先进水平。

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                                                         设计图

据悉,数字化、精准化、个性化的3D打印新技术由于已在术前把患者的数据做了精确的测量,误差小于0.01毫米,手术変得更加精准,创伤更小,出血更少,手术时间更短。该项技术的成功实施使西安高新医院的骨科治疗水平迈上了一个新台阶。

低成本,高精度的3D打印肝脏模型新方法

   3D打印技术对医疗专业的价值越来越大,3D打印的医疗模型正在进入世界各地医院。患者特定的器官解剖模型为医生提供了接触和检查复杂的内部结构的机会,通过医疗程序了解问题的范围和准确位置。患者还可以从模型中受益,这些模型可以用来告知患者状况和治疗的具体情况。

   3D打印模型将整个肝脏,包括内部组织和结构完美的展现在眼前,对于医生来说3D打印肝脏模型已经显现出明显的好处,其中主要是提高了手术安全性,减少了术中出血,减少了术后并发症。但是市面上多色彩,多材料能力的工业3D打印机本身相当昂贵,甚至精确1:1比例的肝脏模型竟高达3,000美元4,500美元,而成本较为便宜的FDM桌面3D打印机则完全不能提供“复杂的嵌合型三系统肝血管网,难以应用于复杂的肝脏手术规划。

   为了降低成本并获得医疗模型的高分辨率,河北大学附属医院程树杰教授领导的团队将目光转向立体光刻(光固化)。高速光敏树脂使用两台配备液体冷却系统的高速LCD-SLA 3D打印机。然后通过采用改进的传统传递模塑技术进行精确匹配,完成了高透明度树脂的患者特定医疗模型的制造过程。在整个内部结构和肝脏表面平行打印0.1mm的层厚度下,花了不到4个小时的时间,而且在模型中可以清楚地看到恶性肿瘤。与3D计算机模型的测量距离相比,打印模型及其相邻血管的测量距离误差均小于0.7mm。在大幅缩短打印时间,提高打印精度的前提下,进一步降低了型号生产成本,大大提高了手术效率和准确性。

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高精度的3D打印肝脏模型

   这种方法可以创建一个大约80-90美元的详细的,实物大小的肝脏模型。 精度和分辨率来自于SLA 3D打印技术的使用,SLA 3D打印技术比工业多材料技术具有更低的资本和材料成本,同时只需要一个装配步骤,而且误差较低,不需要多个繁琐步骤。