四個醫(yī)療3D打印手術(shù)案例:從手指再造到胸骨重建
導讀:如今,3D打印技術(shù)在醫(yī)院中的應用越來越普及,從一線城市三甲醫(yī)院到縣城的醫(yī)院,經(jīng)常會有3D打印輔助醫(yī)療的案例被媒體報道,最近也比較集中。南極熊整理了幾個近期的醫(yī)療3D打印案例,供廣大讀者學習參考。
案例一
北京積水潭醫(yī)院:重度拇指缺損的3D打印再造手術(shù)
近日,北京積水潭醫(yī)院手外科陳山林團隊應用3D打印第一腕掌關(guān)節(jié)+掌骨技術(shù),再次完成一例重度拇指缺損的再造手術(shù)。這例手術(shù)與去年 “定制化3D打印掌骨聯(lián)合改良踇甲瓣技術(shù)再造可活動腕掌關(guān)節(jié)的拇指”手術(shù)相比,不僅難度升級,術(shù)式也是該團隊首創(chuàng)。
患者張先生拇指完全缺損,大魚際部分完全缺損,自大多角骨以遠骨關(guān)節(jié)完全缺損,在分型上屬于六度缺損,幾乎是最重度的分型了。張先生堅決拒絕從髂骨取骨等其它傳統(tǒng)方案,要求利用3D打印技術(shù)為他打印掌骨和關(guān)節(jié)。結(jié)合患者要求,經(jīng)治療組討論,陳山林團隊決定利用3D打印技術(shù)自體結(jié)合組織游離移植技術(shù)再造第一掌骨系列。
3D打印技術(shù)再造拇指并不是直接打印出一個拇指移植到手上,目前醫(yī)學還無法達到這一步。這個技術(shù)的本質(zhì),是將雙側(cè)手的影像資料數(shù)字化,利用電腦軟件將傷側(cè)手缺損的部分在健側(cè)手上標記出來,再通過鏡影技術(shù)將再造所需的部分生成患側(cè)的形狀,用3D打印機打印出金屬假體,再與自身組織移植結(jié)合,從而再造出所需要的人體部位。對于這個患者,需要打印的成分是第一腕掌關(guān)節(jié)及第一掌骨。
經(jīng)過4個月的準備,反復改良設計,陳山林團隊終于確定了最終方案。金屬假體經(jīng)3D打印、滅菌、封裝,終于可以使用了,張先生也如期住進了醫(yī)院。
經(jīng)過一系列的手術(shù),斷蒂、移植、顯微鏡下血管吻合,隨著最后一根血管成功吻合完畢,松開止血帶后,再造的拇指及大魚際皮瓣逐漸恢復了血液循環(huán)。歷經(jīng)12個小時的辛苦,終于成功地再造出了一個幾乎以假亂真的拇指。雖然要發(fā)揮手的功能還需一系列艱苦的過程,但再造成功無疑是打下了最堅實的基礎。
案例二
陜西中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院
3D打印輔助下植入經(jīng)導管可回收主動脈瓣膜術(shù)
2022年11月5日,陜西中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院(西咸新區(qū)中心醫(yī)院)心臟外科柏本健主任團隊聯(lián)合超聲科及介入導管室技師團隊,應用可回收經(jīng)導管主動脈瓣輸送系統(tǒng),成功為一位78歲高齡主動脈瓣重度狹窄患者實施經(jīng)導管主動脈瓣膜置換術(shù)(TAVR手術(shù)),手術(shù)歷時1小時30分鐘,術(shù)后患者恢復平穩(wěn),已順利康復出院。
患者女性,78歲,因活動后胸悶氣短十余年,加重伴間斷胸痛一年余入院,既往糖尿病和高血壓病史均20年。入院后心臟彩超檢查提示主動脈瓣鈣化并重度狹窄,冠脈造影顯示冠狀動脈輕度狹窄,被診斷為主動脈瓣重度狹窄。
術(shù)前討論策略
1、三葉式主動脈瓣,瓣葉增厚,R-L交界疑似增厚粘連,輕度鈣化,鈣化主要沿無冠竇瓣緣分布,LVOT近似直筒型,預估假體瓣膜植入錨定難度適中,結(jié)合瓣環(huán)及瓣上分析尺寸,選擇23mm型號瓣膜,可以保證充分錨定力且徑向支撐性好。
2、左、右冠高度可,切線位測量,左竇瓣葉稍長于左冠開口下緣,結(jié)合瓦氏竇、STJ內(nèi)徑綜合預估,冠脈阻擋風險適中,術(shù)中在瓣膜釋放至工作位后進一步觀察冠脈灌注情況。
3、左室內(nèi)徑偏小,術(shù)中密切關(guān)注血流動力學變化。
4、接近橫位心,升主無擴張,主動脈弓寬度角度可,預估輸送器可順利過弓及跨瓣,弓頂部少許鈣化分布,過弓時輕柔操作。
5、股-髂動脈走行適宜,內(nèi)徑可,腹主-髂總較多鈣化分布,股動脈穿刺點位置附近無鈣化,選擇右側(cè)股動脈作為主入路。
術(shù)前主動脈根部評估
冠脈評估
瓣上多平面分析
3D打印模型
TAVI是經(jīng)皮介入瓣膜植入術(shù)的英文簡寫,意為通過介入的方法植入瓣膜,目前適用于病情比較重,且無法耐受外科手術(shù)的虛弱、高危風險的患者。TAVI手術(shù)不同于傳統(tǒng)的外科瓣膜置換手術(shù),無需做外科切口,也無需進行外科開胸手術(shù),在不開刀的情況下,能夠通過穿刺血管介入的方法,以導管的形式經(jīng)過血管,把不同型號的介入瓣膜放入心臟。
案例三
南方科技大學醫(yī)院:3D打印鈦合金指骨假體植入術(shù)
因手指骨腫瘤手術(shù)切除后手指骨大塊缺損,27歲的深圳市民吳先生 (化名)在南方科技大學醫(yī)院接受了3D打印鈦合金指骨假體植入術(shù),重獲一個外觀正常、功能基本正常的手指,也重獲了自信。
骨腫瘤切除術(shù)后手指骨僅剩1厘米
據(jù)吳先生介紹,9個多月前,他左手食指出現(xiàn)骨腫瘤,在其他醫(yī)院進行了手術(shù)切除。手術(shù)截除了左手食指的大部分骨段,當時醫(yī)生給他做了骨水泥臨時填充重建手術(shù)。術(shù)后,吳先生的左手食指不能屈伸活動,且逐漸向中指一側(cè)偏斜,同時出現(xiàn)了明顯的萎縮變細,比之前縮短了2厘米。CT檢查顯示,此前骨水泥臨時填充重建手術(shù)在術(shù)后發(fā)生了變化,吳先生的左手食指逐漸出現(xiàn)了明顯偏屈畸形。
如何解決手指骨缺損的問題?吳先生了解到,傳統(tǒng)的手術(shù)是取患者自身髂骨或其他部位骨骼進行植入,但考慮到自己才27歲,取自身大塊的骨骼,這種術(shù)式可能影響自己以后的生活,他想尋找一種傷害更小的解決辦法。
經(jīng)多方打聽,吳先生慕名來到南方科技大學醫(yī)院。骨科醫(yī)學部創(chuàng)傷骨科趙東升主任和3D打印醫(yī)學部副部長裴延軍認真研究,并制定出3D打印鈦合金指骨假體解決骨缺損問題的詳細手術(shù)方案。手術(shù)要把原來的骨水泥取出,用3D打印鈦合金指骨假體代替,手術(shù)難度在于吳先生左手食指殘留的骨段非常短,不足1厘米,假體和殘留骨面的固定和愈合都不容易。
吳先生為材料學碩士,他對趙東升主任提出的手術(shù)方案高度認同,他知道鈦合金假體非常適合做生物體植入。完善術(shù)前準備后,手術(shù)由趙東升主任和鄭木平主任主刀,在全麻下進行,歷時2小時順利完成。術(shù)后,3D打印醫(yī)學部副部長裴延軍為吳先生定制了3D打印支具進行固定,保護手指,吳先生定期來門診復查。目前吳先生對自己的手指外形滿意,功能正在恢復中。人體骨折愈合通常需要3個月以上,3D打印假體的愈合需時可能更長,在此期間,支具的保護、適當?shù)墓δ苠憻捄苤匾?。吳先生的手指有望獲得具有滿足日常需要的功能。
案例四
西安國際醫(yī)學中心醫(yī)院:胸部惡性腫瘤切除與修復重建手術(shù)
李女士早在1991年時,就被確診過卵巢惡性腫瘤,實施切除手術(shù)后,順利康復出院。后在2012年時又發(fā)現(xiàn)胸骨上長了一個腫塊,她說:“2012年初期腫塊只有黃豆大小,后期由于疼痛難忍,針扎一般,又去醫(yī)院做了部分胸骨的切除手術(shù)。切掉的部分接了鋼板暫時出院,但兩年后又復發(fā)了,現(xiàn)在已經(jīng)有了雞蛋大小,而且還不斷破潰流水?!爆F(xiàn)在她連洗澡都小心翼翼。破潰的創(chuàng)面持續(xù)流膿,腫瘤像一顆“不定時炸彈”綁在身上,隨時有惡化的可能!
為了治療復發(fā)的惡性腫瘤,他們尋求西安國際醫(yī)學中心醫(yī)院 整形醫(yī)院院長 郭樹忠教授團隊的救助。郭教授團隊中的整形外科主任王愛武,有多年修復重建經(jīng)驗,做了大量高難度修復重建手術(shù),李女士一家?guī)捉?jīng)輾轉(zhuǎn)找到了他。
王愛武主任經(jīng)過與胸科醫(yī)院院長李小飛、胸腔外科主任崔凱會診后,分析要想徹底根除李女士胸骨上的惡性腫瘤,就需要將整個胸骨、部分肋骨以及骨頭表面覆蓋的皮膚進行大范圍切除。但這類手術(shù)難度、風險極大,切除后會導致縱膈、心包、雙側(cè)肺臟裸露在外,如不進行皮瓣移植及修復,將裸露的縱膈、心包、雙側(cè)肺臟包裹起來,李女士將無法生存。最終會診結(jié)果確定為患者,行胸骨全切+雙側(cè)部分肋骨切除+3D打印人工胸壁置換術(shù)及背闊肌島狀肌皮瓣轉(zhuǎn)移修復創(chuàng)面術(shù)。
上午胸外科首先將李女士的胸骨進行了全切除,沒有了胸骨作支撐,心臟、肺臟、心包都處于外露狀態(tài),就像“房屋”缺失了“承重與外墻”,經(jīng)不起一絲打擊。
隨后胸外科的醫(yī)生們利用3D打印人工材料替代胸廓結(jié)構(gòu)順利為患者完成了置換。值得一提的是,西安國際醫(yī)學中心醫(yī)院對患者的骨修復,采用3D打印技術(shù),制作出與患者解剖結(jié)構(gòu)完全相同的植入材料,用力學結(jié)構(gòu)接近人體皮質(zhì)骨,具有重塑胸壁力學的顯著特性,用國際上先進的聚醚醚酮(PEEK)材料為植入物,制作人工胸廓替代胸骨和部分肋骨。
△3D打印技術(shù)制作出的人工胸廓
整形外科主任王愛武、頜面整形外科副主任籍建華與顱頜面外科主任衛(wèi)國強順利接棒!
修復重建實際上是“拆東墻補西墻”,也是難度最高的手術(shù)之一。醫(yī)生通過超聲刀在皮下“打開”一個“隧道”,用于轉(zhuǎn)移“腋窩胸背動脈穿支血管蒂”進行供血。這部分組織布滿了密密麻麻無數(shù)神經(jīng)血管小分支,需要逐一精準地剝離。
經(jīng)過11小時的手術(shù),李女士胸前的這塊巨大組織缺損終于被順利填補。患者經(jīng)過一段時間的恢復,生命體征平穩(wěn),身體狀況良好,即將順利出院。
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