近年來隨著數(shù)字化技術(shù)的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)骨科產(chǎn)生了深刻的變革,已逐步從經(jīng)驗化、大體化、輪廓化向標準化、精準化、個性化及數(shù)字化的方向發(fā)展。3D打印技術(shù)在中國骨科醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)域中的應用漸漸嶄露頭角。膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是常見的慢性退行性疾病之一,給個人和社會帶來沉重的負擔。如何有效預防和延緩骨關(guān)節(jié)炎進展,是關(guān)節(jié)外科醫(yī)生面臨的一項重要課題。
挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)的開放楔形脛骨高位截骨術(shù)(open wedge high tibial osteotomy,OWHTO)依賴術(shù)前計劃進行截骨矯正角度的設(shè)計,根據(jù)術(shù)中透視,調(diào)整矯正角度及截骨間隙撐開寬度。術(shù)中需反復透視、調(diào)整力線,存在手術(shù)時間長、增加醫(yī)生和患者放射暴露時間等缺點。術(shù)中力線透視還受到患者體位、透視角度、測量誤差等影響,存在精確度較低的問題。另外OWHTO術(shù)后常導致脛骨平臺后傾增大,增加關(guān)節(jié)局部應力,影響術(shù)后的遠期效果。
解決方案
強生醫(yī)療研究人員在依照畸形分析及術(shù)前規(guī)劃,與TomoFix接骨板放置位置進行骨科定位片(即截骨導板)與填充塊設(shè)計,并制作3D打印患者匹配工具(patient specific instrument,PSI),該過程使用EOS P110增材設(shè)備,工藝為選擇性激光燒結(jié)(SLS),打印材料PA 2200,這是一款被廣泛認證的多功能PA 12材料,具有良好的強度、剛度和耐化學性,以及出色的長期穩(wěn)定性和生物相容性。成品的骨科定位片(即截骨導板)與填充塊耐高溫,可以與金屬工具及植入物一同進行134°蒸汽滅菌。
3D打印技術(shù)依據(jù)患者的影像數(shù)據(jù)進行術(shù)前規(guī)劃,設(shè)計個性化手術(shù)工具,簡化手術(shù)步驟,實現(xiàn)病患損傷的最小化,經(jīng)過長期術(shù)后觀察和統(tǒng)計,3DPSI輔助OWHTO手術(shù)具有良好的準確性和安全性。
成果
與傳統(tǒng)制造方法不同,3D打印截骨導板輔助開放楔形脛骨高位截骨術(shù)力線矯正精確,可有效維持脛骨平臺后傾,具有良好的準確性和安全性。有利于減少醫(yī)生患者的放射暴露時間,提高手術(shù)操作的精確性。
此外,3D打印聚酰胺材料能夠發(fā)揮3D打印導板數(shù)字化制作高效率的優(yōu)勢,其機械性能良好,化學性能和生物相容性都符合相關(guān)要求。
近年來3D打印在骨科手術(shù)的術(shù)前規(guī)劃、導板制作等領(lǐng)域應用也越來越廣。3D打印技術(shù)使醫(yī)療器械生產(chǎn)商能夠推出更快、更靈活和更具成本效益的開發(fā)和生產(chǎn)方法,為不斷改善針對患者的醫(yī)療護理指明了方向,具有良好的臨床應用前景。
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