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手術(shù)。

2019年1月21日,在南方醫(yī)科大學第三附屬醫(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，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，風險巨大，以往是外科手術(shù)禁區(qū);二是骨盆結(jié)構(gòu)復雜，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)復雜不規(guī)則，力學性能復雜。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。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家團隊密切溝通，在滿足制造要求的前提下反復迭代，盡可能提高假體制造強度和精度。

華鈦三維中外科學家團隊，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，并完成反復的生物力學測試，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。”朱獻文將形容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