3D打印技术遇上医疗，究竟会擦出怎样的火花？近日，广州多家医院都尝试将3D打印技术应用于手术，不仅使手术费用和创伤减到最小，而且降低了并发症和后遗症的发生率。其中，南方医科大学第三附属医院世界首创3D打印髋臼翼形接骨板，直接植入人体治疗复杂髋臼骨折。中山大学孙逸仙纪念医院则首次将3D打印技术应用于复杂的颅底肿瘤手术。


南医三院骨科医学部主任金大地教授手持3D打印的髋骨模型。南都记者 谭庆驹 摄


这是通过3D打印技术展现出来的同等比例的立体脑部模型。 受访者供图


    南医三院 3D打印的钢板一块抵以往五块

    髋关节承担着人类的直立行走、下蹲迈步，该部位一旦发生骨折，修复起来需要极大工程量的手术和大量的固定钢板才能完成。由于该处骨骼的复杂性，即便进行大开大合的手术，效果也多不尽如人意。但如果利用3D打印技术，打出一块契合碎骨修复的固定材料，手术费用和创伤将减到最小，效果还更明显。日前，南医三院依靠自主创新研发的金属3D打印髋臼翼形接骨板，直接植入患者体内治疗复杂髋臼骨折获得成功。“以往至少需要5-6块钢板的手术，一块打印钢板就达到了最大程度的修复，而且强度还更高”，该院床上骨科主任樊仕才表示，运用该技术，患者的手术时间也大大缩减，康复时间更快。

    54岁伤者 髋骨粉碎性骨折

    54岁的成阿姨从四楼摔下后，伤及左髋部、腹部、头部，在当地医院诊断为中型颅脑损伤、脾破裂、左侧骨盆、髋臼粉碎性骨折，急诊行剖腹探查脾切除术。虽然成阿姨的命保住了，但左髋部疼痛剧烈、髋关节完全不能活动。

    “以往传统的手术方法是在患者的前腹、后背各打开一条手术通道，从前后两个方向将碎裂的骨头矫正，再用钢板、钢钉等固定材料加以固定。手术切口仅正面就长约20cm，创伤大、出血多，手术风险极高，尤其是严重的骨盆、髋臼骨折很难达到满意的手术效果”，骨科专家、广东省骨科研究院院长金大地表示。

    4天时间 打印出个性化钢板

    樊仕才教授带领团队综合评估成阿姨的病情后，决定应用数字骨科技术对其C T数据进行三维重建，通过3D打印技术打印出骨折骨盆塑料模型和钢板塑料模型，在体外进行模型模拟手术，确定钢板的贴合性和匹配性。再将设计的钢板数据导入金属3D打印机打印出接骨板，消毒后备手术用。手术中，切口由20cm缩减至仅7cm，手术时间缩短至2小时，手术出血约300m l，术后复查X线和C T显示骨折复位良好。患者术后恢复理想，术后5天能在床上坐立，10天伤口拆线痊愈出院。

    这一次利用钛合金钢粉打印出来的钢板，从前期的数据掌握、到打印成型，一共就花了4天的时间。患者被送上手术台时，已经获得了最具个性化的内固定植入材料。“随着打印机器、打印材料的不断进步，目前3D打印技术在医学领域的应用前景将愈发广阔”，金大地表示。在材料上，随着氮合金技术的应用，医学界已经打印出能够被人体吸收的医用植入材料。下一步，随着材料学的不断深入，用3D打印技术将能打出技能符合力量要求，又能更好和人体结合的真正骨头。

    中山大学孙逸仙纪念医院
    “打印”人脑肿瘤在模型上模拟手术

    蓝色的部位是肿瘤，红色的是血管，这不是打开的人脑，而是通过3D打印技术展现出来的同等比例的立体脑部模型。近日，中山大学孙逸仙纪念医院首次将3D打印技术应用于复杂的颅底肿瘤手术。

    肿瘤与众多组织“牵扯不清”

    今年4月，中山大学孙逸仙纪念医院神经外科主任邓跃飞，接收了一个26岁的年轻患者小张。经过诊断发现，小张被确诊为巨大颈静脉球瘤。肿瘤压迫了他的右侧三叉神经、面神经、听神经及舌咽、舌下神经等多条重要颅神经，这就是他出现失聪等症状的根源。更严重的是，肿瘤压迫了控制呼吸、心跳等生命中枢所在的脑干，“随时有突然呼吸、心跳骤停的危险，必须尽快入院手术治疗。”

    邓跃飞说，这个颅底肿瘤生长的位置特殊，不仅在颅底深处，而且肿瘤与众多组织“牵扯不清”，如右侧颈内动脉、颈内静脉、海绵窦、第3-12对颅神经、脑干，“是外科手术中难度最大的手术部位。”这意味着，手术难度大、并发症多风险高，稍有不慎，可能威胁患者生命。性命攸关，如何减少风险？邓跃飞团队想到了3D打印技术。邓跃飞说，传统手术前计划主要依据患者的C T和核磁共振图像，这些图像只是平面化的二维图像，“但医生需要对脑和肿瘤有一个立体空间的想象，才能让接下来的手术做到精准。”

    将平面图像重建为三维模型

    中山大学孙逸仙纪念医院颅底外科团队研究将平面图像转化重建为三维模型，结合3D打印技术，将小张的颅底肿瘤及周围组织等按原型1：1比例打印出来。这时，肿瘤终于“活生生”呈现在了大家面前。打印出的模型显示，肿瘤像是两个粘合的圆球，周边延伸出各种弯曲的血管。“以前打印的多是骨头、或是单纯的肿瘤，但很少将肿瘤周边相关的血管打印出来。”

    通过模型，肿瘤的部位、形状、大小及与周围组织的毗邻关系一目了然。医生甚至直接在模型上模拟手术。此后，邓跃飞的团队按照模型确定了手术入路、切除范围，明确了手术中需要注意保护的重要血管、神经。“在精准尽可能切除肿瘤的同时，最大限度地保护周围正常组织，降低了并发症和后遗症的发生率。”近日，在中山大学孙逸仙纪念医院神经外科、耳鼻喉科等多学科协作下，经过整整12小时手术，小张的肿瘤被切除，完好地保护了他的颈内动脉、颈内静脉以及各重要的颅神经。目前，小张恢复良好，头痛和呼吸困难消失，仍在康复中。

    何为3D打印？

    邓跃飞介绍，3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式打印一层层的粘合材料来制造三维物体技术。3D打印技术出现于上世纪90年代，在本世纪获得迅速发展。3D打印具有个性化、精准化特点，在医疗领域的应用前景非常广阔。“随着人们对精准医学和快速康复医学的要求，3D打印技术应用将越来越广泛，必将成为医疗领域发展的热点之一。”
    采写：南都记者 王道斌 阳广霞

    3D打印技术遇上医疗，究竟会擦出怎样的火花？近日，广州多家医院都尝试将3D打印技术应用于手术，不仅使手术费用和创伤减到最小，而且降低了并发症和后遗症的发生率。其中，南方医科大学第三附属医院世界首创3D打印髋臼翼形接骨板，直接植入人体治疗复杂髋臼骨折。中山大学孙逸仙纪念医院则首次将3D打印技术应用于复杂的颅底肿瘤手术。


南医三院骨科医学部主任金大地教授手持3D打印的髋骨模型。南都记者 谭庆驹 摄


这是通过3D打印技术展现出来的同等比例的立体脑部模型。 受访者供图


    南医三院 3D打印的钢板一块抵以往五块

    髋关节承担着人类的直立行走、下蹲迈步，该部位一旦发生骨折，修复起来需要极大工程量的手术和大量的固定钢板才能完成。由于该处骨骼的复杂性，即便进行大开大合的手术，效果也多不尽如人意。但如果利用3D打印技术，打出一块契合碎骨修复的固定材料，手术费用和创伤将减到最小，效果还更明显。日前，南医三院依靠自主创新研发的金属3D打印髋臼翼形接骨板，直接植入患者体内治疗复杂髋臼骨折获得成功。“以往至少需要5-6块钢板的手术，一块打印钢板就达到了最大程度的修复，而且强度还更高”，该院床上骨科主任樊仕才表示，运用该技术，患者的手术时间也大大缩减，康复时间更快。

    54岁伤者 髋骨粉碎性骨折

    54岁的成阿姨从四楼摔下后，伤及左髋部、腹部、头部，在当地医院诊断为中型颅脑损伤、脾破裂、左侧骨盆、髋臼粉碎性骨折，急诊行剖腹探查脾切除术。虽然成阿姨的命保住了，但左髋部疼痛剧烈、髋关节完全不能活动。

    “以往传统的手术方法是在患者的前腹、后背各打开一条手术通道，从前后两个方向将碎裂的骨头矫正，再用钢板、钢钉等固定材料加以固定。手术切口仅正面就长约20cm，创伤大、出血多，手术风险极高，尤其是严重的骨盆、髋臼骨折很难达到满意的手术效果”，骨科专家、广东省骨科研究院院长金大地表示。

    4天时间 打印出个性化钢板

    樊仕才教授带领团队综合评估成阿姨的病情后，决定应用数字骨科技术对其C T数据进行三维重建，通过3D打印技术打印出骨折骨盆塑料模型和钢板塑料模型，在体外进行模型模拟手术，确定钢板的贴合性和匹配性。再将设计的钢板数据导入金属3D打印机打印出接骨板，消毒后备手术用。手术中，切口由20cm缩减至仅7cm，手术时间缩短至2小时，手术出血约300m l，术后复查X线和C T显示骨折复位良好。患者术后恢复理想，术后5天能在床上坐立，10天伤口拆线痊愈出院。

    这一次利用钛合金钢粉打印出来的钢板，从前期的数据掌握、到打印成型，一共就花了4天的时间。患者被送上手术台时，已经获得了最具个性化的内固定植入材料。“随着打印机器、打印材料的不断进步，目前3D打印技术在医学领域的应用前景将愈发广阔”，金大地表示。在材料上，随着氮合金技术的应用，医学界已经打印出能够被人体吸收的医用植入材料。下一步，随着材料学的不断深入，用3D打印技术将能打出技能符合力量要求，又能更好和人体结合的真正骨头。

    中山大学孙逸仙纪念医院
    “打印”人脑肿瘤在模型上模拟手术

    蓝色的部位是肿瘤，红色的是血管，这不是打开的人脑，而是通过3D打印技术展现出来的同等比例的立体脑部模型。近日，中山大学孙逸仙纪念医院首次将3D打印技术应用于复杂的颅底肿瘤手术。

    肿瘤与众多组织“牵扯不清”

    今年4月，中山大学孙逸仙纪念医院神经外科主任邓跃飞，接收了一个26岁的年轻患者小张。经过诊断发现，小张被确诊为巨大颈静脉球瘤。肿瘤压迫了他的右侧三叉神经、面神经、听神经及舌咽、舌下神经等多条重要颅神经，这就是他出现失聪等症状的根源。更严重的是，肿瘤压迫了控制呼吸、心跳等生命中枢所在的脑干，“随时有突然呼吸、心跳骤停的危险，必须尽快入院手术治疗。”

    邓跃飞说，这个颅底肿瘤生长的位置特殊，不仅在颅底深处，而且肿瘤与众多组织“牵扯不清”，如右侧颈内动脉、颈内静脉、海绵窦、第3-12对颅神经、脑干，“是外科手术中难度最大的手术部位。”这意味着，手术难度大、并发症多风险高，稍有不慎，可能威胁患者生命。性命攸关，如何减少风险？邓跃飞团队想到了3D打印技术。邓跃飞说，传统手术前计划主要依据患者的C T和核磁共振图像，这些图像只是平面化的二维图像，“但医生需要对脑和肿瘤有一个立体空间的想象，才能让接下来的手术做到精准。”

    将平面图像重建为三维模型

    中山大学孙逸仙纪念医院颅底外科团队研究将平面图像转化重建为三维模型，结合3D打印技术，将小张的颅底肿瘤及周围组织等按原型1：1比例打印出来。这时，肿瘤终于“活生生”呈现在了大家面前。打印出的模型显示，肿瘤像是两个粘合的圆球，周边延伸出各种弯曲的血管。“以前打印的多是骨头、或是单纯的肿瘤，但很少将肿瘤周边相关的血管打印出来。”

    通过模型，肿瘤的部位、形状、大小及与周围组织的毗邻关系一目了然。医生甚至直接在模型上模拟手术。此后，邓跃飞的团队按照模型确定了手术入路、切除范围，明确了手术中需要注意保护的重要血管、神经。“在精准尽可能切除肿瘤的同时，最大限度地保护周围正常组织，降低了并发症和后遗症的发生率。”近日，在中山大学孙逸仙纪念医院神经外科、耳鼻喉科等多学科协作下，经过整整12小时手术，小张的肿瘤被切除，完好地保护了他的颈内动脉、颈内静脉以及各重要的颅神经。目前，小张恢复良好，头痛和呼吸困难消失，仍在康复中。

    何为3D打印？

    邓跃飞介绍，3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式打印一层层的粘合材料来制造三维物体技术。3D打印技术出现于上世纪90年代，在本世纪获得迅速发展。3D打印具有个性化、精准化特点，在医疗领域的应用前景非常广阔。“随着人们对精准医学和快速康复医学的要求，3D打印技术应用将越来越广泛，必将成为医疗领域发展的热点之一。”
    采写：南都记者 王道斌 阳广霞