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世界首例:長征醫院用3D打印將患者全頸椎椎體換為鈦合金

作者:寶雞鑫旺 來源:澎湃新聞 日期:2017-08-22 13:19:27 人氣:216

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  今年7月,28歲的小雯將7節頸椎骨中所有椎體,置換成了3D打印的鈦合金假體。這是全球首例全頸椎3D打印人工椎體置換手術。


  戴著頸托的她剛從鬼門關回來。她被確診為軟骨肉瘤,巨大的腫瘤死死地盤踞在頸椎,第二節至第七節頸椎骨都被侵蝕。


  軟骨肉瘤是一種極易復發的惡性腫瘤,對化療不敏感。切斷腫瘤“后路”的方法已是“華山一條路”:將6節頸椎骨整體切下,然后重建新的支架,來行使頸椎支撐腦袋的功能。


  術后,在X光片里,小雯腦袋和身體之間的連接是前后兩段金屬。其中,作為主力支撐的3D鈦合金假體14厘米長,有著可以察覺的曲度。


  小雯術后的X光片


  上海長征醫院骨腫瘤外科的肖建如是這次手術的主刀。8月7日,在位于上海長征醫院的辦公室里,肖建如拿出小雯術后的X光照片,忍不住對澎湃新聞說:“這個術后照片很漂亮?!?/p>


  6節,240斤,90%


  肖建如是全國最知名的脊椎外科醫生之一,他的門外總是等有從全國各地跑來求醫的患者或患者家屬。


  小雯是其中最兇險的患者之一。起初,她沒有在意身體的一些警告,比如頸部疼痛、上肢無力。直到今年5月,病情嚴重到右手無法拿東西,她才做了詳細的檢查,并被診斷為軟骨肉瘤。


  一般的病人,腫瘤會侵蝕2-4節椎體,但小雯的腫瘤卻已長滿她的6節頸椎,腫瘤還包繞椎動脈及頸神經根,進行手術的風險很大,稍有不慎就會面臨癱瘓甚至死亡。而且,小雯重240斤,脖子粗短,給手術增加了難度。


  知道小雯的特殊病情后,他對小雯說:“風險、難度肯定是極大的,這的確是挑戰性臨床難題,但我們一塊努力,畢竟你還這么年輕?!?/p>


  盡管此前沒有做過這樣超常的全頸椎椎體置換,肖建如心里有底:長征醫院是亞洲最大的脊柱腫瘤中心,每年一千余臺脊柱腫瘤手術為他積累了豐富經驗。


  在小雯之前,2016年,肖建如帶領團隊已經完成了一例從第三節頸椎到第一節胸椎的3D打印假體置換手術。


  在將小雯推進手術室前,肖建如估計,成功率在90%左右。


  手術準備時間:三周


  手術正式實施前,肖建如團隊花了三周時間在定制的人工椎體假體上。


  在選材上沒有太多的猶豫,鈦合金是骨科植入物的首選材料。它不像不銹鋼那樣容易電解,人體會產生排異反應。而且,鈦合金的強度和硬度較大。


  接下來就是找到合適的假體了。這并不容易,因為跨越的椎節數多、位置特殊,能符合小雯需求的假體在市面上找不到現成的,需要量身定做。


  左邊為根據小雯術前的頸椎打印的3D模型,圖中紅色粗管為頸動脈,綠色為腫瘤,白色為頸椎;右邊為3D打印的鈦合金人工椎體,植入小雯脖內的與圖中的幾乎相同。


  肖建如向澎湃新聞介紹,小雯的假體是從頸2節開始,頸2節和下面的5節椎骨不同,它承載和頸1側塊銜接的功能,所以人工椎體的頂端設計是“T型半弧形”斷面。


  在假體的上端兩側,留有兩個傾斜的螺釘孔,便于螺釘穿過,固定于頸1側塊上。而人工椎體的尾端有一個呈直角型的設計,這樣3枚螺釘可以擰進胸椎,螺釘的螺紋會起到很好的抗拔出效果。


  至于選擇3D打印來制作,肖建如介紹,其優點在于,假體可以做成海綿微孔的結構。


  “這個微孔和人的骨小梁空隙差不多大,這樣的話,臨近的骨頭會爬進來,生長過來?!毙そㄈ缯f,在他們的設計中,他們會在手術中放一些同種異體骨粉進入人工椎體,作為誘導。


  最終,假體和人骨可以實現融合?!跋喈斢谄咸烟?,你把藤架搭建好了,葡萄藤它就會爬進來?!毙そㄈ绱虮确秸f。


  設計好后,肖建如連同小雯頸部的CT、磁共振圖像一起,交給了北京愛康醫療器材有限公司,雙方合作研發出了與小雯全頸椎椎體生理曲度、長度相匹配的定制人工椎體。


  手術時間:13個小時


  手術是在7月進行,分兩次,共耗13個小時。


  頸椎分前后,在前的是分節的椎體,在后的是椎弓及椎板棘突,前后環繞形成椎孔。上下貫通的椎管就是頸髓的所在之地。此外,椎體兩側長有橫突,左右橫突孔里穿插著兩條椎動脈。


  小雯的第一次手術是完成頸后路的切除和重建。具體而言,先從后側,將全椎板及患側側塊切除,并進行后方枕頸延至上胸椎的釘棒內固定重建術。


  隔一周后,再進行第二次手術,完成頸前路椎體及椎旁腫瘤的切除和重建。通過頸前路,肖建如團隊將小雯頸2至頸7椎體及右側椎旁腫瘤整塊切除,置換上特制的3D打印鈦合金全頸椎人工椎體,上下兩端用螺釘固定,用作脖子的主力支撐。


  腫瘤和椎骨整塊切除樣本


  值得一提的是,在手術的過程中,肖建如團隊都需要小心翼翼地將椎管中的硬膜囊和頸髓、橫突孔中的椎動脈、頸神經根游離出來,并確保它們完好無損。尤其是頸髓,一旦損傷易導致高位癱瘓。


  肖建如告訴澎湃新聞,小雯的腫瘤已經侵蝕了一側的椎動脈,因而取舍了這條椎動脈,保留另一條健康的椎動脈。


  如今,手術已經過去幾周,小雯的恢復情況良好,已經可以自行下地走路。


  但肖建如也對澎湃新聞表示,做全頸椎椎體換,是為了超長巨大頸椎腫瘤切除后重建頸部的支撐功能。為了盡可能提高穩固性,假體是一體式的,沒有人體頸椎中的椎間盤結構,所以靈活性被舍棄。如果小雯想轉動脖子,她需要整個身體一起旋轉。


    標簽:鈦合金
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