当前位置:主页 > 名家 > 人物访谈

刘忠军:用3D打印撑起“中国脊梁”

时间:2017-03-30 09:12:49来源:《北京晨报》
  孩子颈椎上,长了个恶性肿瘤

  2014年5月,来了个病人,是个1米8的学生,他和同学在踢足球的时候,做了一个头部顶球的动作,当时没有什么不适,到了第二天早晨,脖子开始疼,家人以为睡落枕了,也没在意,结果,一个多月过去了,“落枕”还没好,甚至全身开始麻木了,这才在山东老家的医院做检查,结果发现是枢椎骨折。

  枢椎骨折,是指发生于第2颈椎椎弓峡部的骨折。人的颈椎由7节组成,其中两节上颈椎不仅形态特殊,而且承担着颈椎活动范围的50%。上颈椎对应的颈嵴髓里,有心跳和唿吸中枢,我们也称它为“生命中枢”,一旦受到损伤,人的唿吸和心跳马上出问题,人会立即死亡。

  现在,这种骨折主要见于外伤,比如高速公路上的交通事故,急刹车时的颈部过伸,或者高台跳水的意外,都可以引起高位的脊髓损伤,甚至波及生命中枢而迅速死亡。

  这个孩子伤的部位很特殊,病情严重,在我们这做了影像学检查,高度怀疑枢椎部位的肿瘤,再做穿刺活检,确诊为“尤文氏肉瘤”,这是一种恶性程度很高的肿瘤,而且转移得很快,手术切除是治疗的关键。

  但他肿瘤的位置很危险,邻近脊髓、神经、重要血管,手术难度很大。过去国际通用的办法是,在一段钛合金网笼中,填充一些骨质,代替原来椎体,但术后与钛合金网笼相邻的椎体,容易出现塌陷,椎间高度难以维持,给患者带来极大痛苦。

  我们决定对他的枢椎,进行前路和后路两次手术,先慢慢剥离枢椎周围的神经、颈动脉等重要结构,最终到达癌变部位,将被恶性肿瘤侵蚀的枢椎,全部清除干净,再将通过3D打印技术制造的人工椎体,放在了第一和第三椎体之间,并用钛合金螺钉将其固定,手术就这样顺利完成了。

  之所以敢这样尝试,因为之前,我们在3D打印脊柱植入物方面研究探索已经4年了,已经有相关文章在世界顶级的脊柱外科学杂志发表过,这个手术,应该是世界首例应用3D打印的人工定制枢椎,作为脊椎外科内植物,进行脊椎肿瘤治疗以后的稳定性重建的,手术1个多月后,这个孩子是自己走出北医三院大门的。

  3D打印技术让我们成了“世界第一”

  3D打印技术在骨科的应用,一直是我魂牵梦绕的事儿。3D打印的理念,形成于19世纪,相关技术在20世纪逐渐变为现实,到了21世纪,才真正意义上获得应用和推广。在整个医学领域里,由于骨科的专业特点,与3D技术特点吻合度较高,3D打印在骨科专业范围内的应用较早,也被推动得较快。

  脊柱的肿瘤手术,首先要把肿瘤切掉。人类的脊椎骨骼形状非常不规则,传统的制造手段植入后只能做到部分贴合,牢固性也大打折扣。植入之后可能出现的松动,在脊柱和神经密切相关的部位,一点松动就能给病人带来极大的痛苦,所以即便手术完成了,但在日后的康复中会遇到很多问题。

  说到3D打印技术,大家都想到的是塑料做材料,而在医学上,尤其是骨科内植物领域,3D打印技术使用的材料,是与人体高度相容的钛合金,这样就可以用3D技术,打印出与病人解剖结构高度一致的钛合金植入物了。

  还有一个好处是,人类的骨骼是有孔隙的,这些孔隙为骨细胞的生长提供了空间,3D打印的人工植入物,完全可做成与骨组织相似的孔隙,这就为骨细胞的生长提供了可能,促进真骨与人工植入物的融合,在牢固性上有极大的优势。

  2010年到2013年,我们进行了十几项用于脊柱外科的3D打印植入物研究,在羊身上进行的动物实验,结果令人满意。2012年的时候,人工髋臼、颈椎椎间融合器和颈椎人工椎体,这三项就正式进入了临床观察。2012年12月,一位54岁的女性颈椎病患者,成为了世界上第一个在北医三院接受3D打印颈椎植入物的受试者。

  她当时的手术,需要连续切掉1节上颈椎和3节下颈椎,在没有3D技术的过去,这种大跨度的颈椎切除后重建手术世界罕见,可施行手术的医院、医生,世界上也寥寥无几,借助3D技术,我们成了世界第一。


推荐专题

2019科印游学

科印游学起始于2007年,经过十多年的资源积...[详细]

2019科印传媒活动

以会凝智,以展聚力。...[详细]

2019科印海外游学

科印游学起始于2007年,经过十多年的资源积...[详细]

推荐
  • 资讯
  • 技术
  • 文库
  • 专栏