華鈦三維3D打印鈦合金骶骨骨盆組合式假體植入手術(shù)成功，患者重獲站立行走機會

古有女媧煉五彩石補天，今有醫(yī)學(xué)用3D打印骨盆，滲透在生活方方面面的3D打印，又一次用它的強大實力，突破了我們的想象。

2018年12月21日凌晨12點，南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院骨腫瘤科的李浩淼主任及其團隊進行了18個小時手術(shù)，成功完成華鈦三維首例骶骨骨盆超常規(guī)巨大腫瘤的切除，并用3D打印鈦合金骶骨骨盆組合式假體植入修復(fù)骨盆和骶骨的大面積骨缺損，實現(xiàn)骶骨骨盆超常規(guī)巨大腫瘤的個性化、精準化治療。經(jīng)資料搜索,未見國內(nèi)外報道過如此巨大腫瘤的切除并用3D打印鈦合金骶骨骨盆組合式假體植入修復(fù)手術(shù)。

2019年1月21日,在南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院/廣東省骨科醫(yī)院骨腫瘤科先進的術(shù)后護理技術(shù)的照料下,病人身體狀況正在恢復(fù)，終于達到了第一個小目標:可以坐起來了! 病人也燃起重走今后的人生路的信心!

骨盆環(huán)腫瘤手術(shù)是人類醫(yī)學(xué)技術(shù)前沿的重大挑戰(zhàn)

骨盆腫瘤，顧名思義就是發(fā)生在骨盆環(huán)上的腫瘤，人類的骨盆環(huán)由左右髖骨、骶骨和尾骨組成。過去，由于骨盆腫瘤的患病率遠沒有胃癌、腸癌來得高，故一直不為人們所知曉。近年來，人們對骨盆腫瘤的關(guān)注度越來越高了，原因主要有三點：一是骨盆腫瘤的手術(shù)難度高，風(fēng)險巨大，以往是外科手術(shù)禁區(qū);二是骨盆結(jié)構(gòu)復(fù)雜，腫瘤位置常較深，難以被早期發(fā)現(xiàn)，多數(shù)患者在被確診時,腫瘤已經(jīng)長得很大，預(yù)后很差;三是骨盆腫瘤對患者生命和身心影響巨大，即使能夠手術(shù)，術(shù)后的并發(fā)癥很多、致殘率很高。

骨盆環(huán)腫瘤的治療難點主要體現(xiàn)在幾個方面：

第一，骨盆重建難度大。骨盆位于人體上下肢的交界處，承載著軀干，連續(xù)著下肢，保護著內(nèi)臟，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜不規(guī)則，力學(xué)性能復(fù)雜。如何在切除腫瘤的同時，重建骨盆并能滿足長期行走等活動的需要而不發(fā)生假體松動和斷裂是一道難題。

第二，骨盆的血供又極為豐富，手術(shù)難度極大。僅如何控制術(shù)中大量出血一件事，對手術(shù)醫(yī)生而言，就是一項極大的挑戰(zhàn)。

第三，手術(shù)的并發(fā)癥多。據(jù)統(tǒng)計，約70%的患者在術(shù)中和術(shù)后會發(fā)生各種各樣的并發(fā)癥，如出血、周圍臟器損傷、傷口感染等。

第四，人類的骨盆是個封閉的“骨環(huán)”，正因為它的密閉，使得腫瘤能在其中肆意生長，而在體表卻沒有絲毫異常表現(xiàn)，以至于許多患者在被確診時，腫瘤已經(jīng)十分巨大，治療難度極大。

患者李XX，患有骶骨惡性骨肉瘤，腫瘤遷延多年，體積巨大，侵犯整個骶骨、一側(cè)半骨盆及對側(cè)半骨盆的大部，即約3/4的骨盆環(huán)均被腫瘤侵犯。如不手術(shù)，患者必然無法存活;如選擇手術(shù)，該巨大腫瘤遠超一般的骨盆腫瘤的規(guī)模和難度，切除困難，切除后骨盆環(huán)殘留僅有1/4，其骨盆環(huán)缺損的重建遠超現(xiàn)有醫(yī)學(xué)技術(shù)的能力，以前這種病例的手術(shù)的唯一可行方式是殘忍的半身離斷手術(shù)，是將患者腰椎以下全部截除，只留下上半身。該傳統(tǒng)術(shù)式雖然工程巨大，但效果往往不盡人意，而且術(shù)后并發(fā)癥很多，成功案例很少。

李浩淼主任帶領(lǐng)其團隊，經(jīng)過反復(fù)研究，決定為患者實施超常規(guī)的巨大腫瘤完整切除手術(shù)，并針對患者的骨盆環(huán)缺損情況，量體裁衣的方式個性化定制設(shè)計骨盆環(huán)假體，利用3D打印技術(shù)精準制造出假體，最后在手術(shù)臺上安裝假體完成骨盆環(huán)缺損的修復(fù)。最終在徹底切除腫瘤的前提下，最大程度上保全患者的功能，將術(shù)后并發(fā)癥降至最低。

華鈦三維3D打印技術(shù)助力超常規(guī)巨大骨盆環(huán)腫瘤手術(shù)成功

手術(shù)前，李浩淼主任組織了全院多學(xué)科會診。專家們討論后，確立了手術(shù)切除巨大腫瘤的具體規(guī)劃，并針對該病人的手術(shù)切除方式針對性個性化的設(shè)計假體：

一方面結(jié)合患者自身固有的體型和骨骼解剖結(jié)構(gòu);另一方面考慮手術(shù)規(guī)劃的切除范圍和殘余的1/4骨盆環(huán)結(jié)構(gòu);同時設(shè)計了假體的調(diào)整空間以便應(yīng)對術(shù)中的突發(fā)意外情況。并與華鈦三維中外科學(xué)家團隊密切溝通，在滿足制造要求的前提下反復(fù)迭代，盡可能提高假體制造強度和精度。

華鈦三維中外科學(xué)家團隊，在滿足臨床醫(yī)生要求的前提下，完成假體的設(shè)計細化、3D打印加工及后處理工藝，并完成反復(fù)的生物力學(xué)測試，最終完成定型。然后,華鈦三維聯(lián)合澳大利亞莫納什大學(xué)增材制造中心,倍豐科技,易加三維,英國雷尼紹3D打印骨科應(yīng)用中心等中外科學(xué)家,進行了近5個月的聯(lián)合攻關(guān),經(jīng)過近100次試驗,耗資數(shù)百萬元,終于試制出符合要求的3D打印鈦合金“腰椎+骶骨+骨盆”組合式假體,使手術(shù)順利進行.

最終在手術(shù)臺上，李浩淼主任團隊成功按照術(shù)前規(guī)劃切除完整的腫瘤，并利用3D打印假體重建了缺損的3/4骨盆環(huán)，成功保住了患者的臀部和雙側(cè)下肢，給患者創(chuàng)造了恢復(fù)生活能力的希望。

左：成功切除完整的骶骨和半骨盆腫瘤，約籃球大小

右：利用3D打印個性化定制假體重建骨盆環(huán)

3D打印新技術(shù)不僅為人類醫(yī)學(xué)的前沿邊界打開了“一扇窗”，更是為患者帶來了“新的希望”。而這款3D打印鈦合金骨盆環(huán)組合式假體產(chǎn)品，來自南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院李浩淼主任團隊和廣州華鈦三維材料制造有限公司，為中國醫(yī)學(xué)科技超越發(fā)達國家，通往中國制造2025盡了洪荒之力。

華鈦三維打造的3D打印鈦合金組合式全骶骨假體

“一款好的醫(yī)療產(chǎn)品，必定是臨床醫(yī)生與產(chǎn)品工程師共同創(chuàng)造的結(jié)果?！敝飓I文告訴記者，3D打印鈦合金組合式全骶骨假體能成功問世，首先得益于整個國家對科技創(chuàng)新的重視，最重要的還是臨床醫(yī)生與產(chǎn)品工程師之間的配合，是對病人量體裁衣般的設(shè)計與先進3D打印制造的無縫對接。

3D打印技術(shù)的應(yīng)用

據(jù)朱獻文介紹，3D打印使用的是具有良好的生物相容性鈦合金材料，相比傳統(tǒng)的鍛造、鑄造、噴涂等技術(shù)，它最大的優(yōu)勢是能夠輕松實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、特異結(jié)構(gòu)和個性化設(shè)計的快速加工制造。此外，3D打印技術(shù)可以在鈦合金植入物和表面構(gòu)造類骨小梁結(jié)構(gòu)，不僅有利于骨細胞的遷移和增殖，還可以促進骨與植入物可靠的整合。

“在骨科3D打印方面，我們完全依靠原創(chuàng)設(shè)計和技術(shù)，努力探索?！敝飓I文說，“這次與廣東省骨科醫(yī)院骨腫瘤科的合作,是華鈦三維繼2018年2月7日與南方醫(yī)院脊柱骨科合作成功實施第一例3D打印鈦合金人工椎體植入手術(shù)后的又一重大突破.華鈦三維期待與更多的志同道合者一道,努力實現(xiàn)用高精尖技術(shù)造福大眾的夢想.”

“過去，我們能想到，但做不到。而3D打印技術(shù)能讓想象變成現(xiàn)實，所想即所得?！敝飓I文將形容3D打印技術(shù)“就如變魔術(shù)一樣，各種個體化定制的3D打印產(chǎn)品都可以變出來?！?/span>

國產(chǎn)創(chuàng)新性醫(yī)療產(chǎn)品還能夠在很大程度改變“看病貴”的局面。以骨科手術(shù)病人的醫(yī)療支出為例，由于我國骨科醫(yī)用耗材的研發(fā)制造技術(shù)整理落后于發(fā)達國家，不得不承受技術(shù)壟斷和貿(mào)易戰(zhàn)封鎖。目前50%～80%的費用花在進口醫(yī)用耗材上。而現(xiàn)在我們有了3D打印技術(shù)，有望實現(xiàn)骨科醫(yī)用耗材研發(fā)制造技術(shù)的彎道超車，從“技術(shù)跟跑者”變?yōu)椤凹夹g(shù)領(lǐng)跑者”，那么當大規(guī)模采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)產(chǎn)品時，或許就可以實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)低價”局面。

“有時候，傳統(tǒng)與現(xiàn)代也許就是一墻之隔、一念之間。創(chuàng)新產(chǎn)品總會有它無可比擬的優(yōu)勢，但傳統(tǒng)產(chǎn)品也將有它不可替代的地位，兩者需要相互補充，才能為臨床醫(yī)生提供更為精準的解剖重建解決方案，才能提升患者的幸福感和滿意度?！敝飓I文說。

廣州華鈦三維材料制造有限公司是廣州市增城區(qū)根據(jù)自身發(fā)展的人才戰(zhàn)略和經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略而引進的第一個院士創(chuàng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目，坐落于由國務(wù)院僑辦和廣州市增城開發(fā)區(qū)共建的華僑華人創(chuàng)業(yè)基地—增城開發(fā)區(qū)僑夢苑夢工廠。它是由“中國MBA十大精英人物”、“廣東省十大杰出職業(yè)經(jīng)理人”、“廣州市創(chuàng)新英雄”、倫敦帝國理工MBA朱獻文攜手3D打印專業(yè)的澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士聯(lián)合創(chuàng)辦，得到了廣州市南粵基金天使投資，并獲增城區(qū)創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍團隊資助，聯(lián)合國際水平的骨科專家組成的3D打印應(yīng)用機構(gòu),重點研發(fā)相關(guān)骨科手術(shù)工具和植入物(人工關(guān)節(jié)、創(chuàng)傷、腫瘤鈦合金植入物)，形成了“科工醫(yī)”結(jié)合的產(chǎn)品研發(fā)平臺。

南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院骨腫瘤科李浩淼教授團隊不畏艱辛，勇于創(chuàng)新，不斷挑戰(zhàn)骨腫瘤領(lǐng)域的難點和高峰，與國際領(lǐng)先水平同步，在惡性骨腫瘤保肢治療、化療、生物工程、骨缺損重建、脊柱、骶骨及骨盆手術(shù)后重建、骨轉(zhuǎn)移癌治療等方面均取得了令人矚目的成就。近年來，該科攻克了一系列本專業(yè)領(lǐng)域臨床治療的重點與難點，相繼完成了超常規(guī)多節(jié)段脊柱腫瘤en-bloc切除與重建、巨大骨盆腫瘤完整切除+半骨盆人工假體重建術(shù)、四肢惡性腫瘤保肢術(shù)等具有代表性和挑戰(zhàn)性的手術(shù)，并在華南地區(qū)率先開展了3D 打印人工椎體植入重建術(shù)，取得良好的治療效果。南醫(yī)三院骨腫瘤科還與北大人民醫(yī)院骨腫瘤科聯(lián)合成立 "南北骨與軟組織腫瘤診療協(xié)作中心"，代表了華南地區(qū)骨與軟組織腫瘤診斷與治療頂尖水平