全球第二例！83歲女性患者完成個體化3D打印多孔鉭全膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)

2018年4月20日，南極熊從重慶西南醫(yī)院關(guān)節(jié)外科中心獲悉，昨日中午，楊柳教授團隊再攀醫(yī)學(xué)高峰，順利為一位83歲女性患者進行全球第二例個體化3D打印多孔鉭全膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)。手術(shù)歷時2小時，患者也成功的成為全球首例電子束3D打印多孔鉭應(yīng)用于脛骨側(cè)，同時也是全球首例激光3打印多孔鉭應(yīng)用于股骨側(cè)全膝關(guān)節(jié)翻修病人。

△術(shù)前模擬假體、墊塊植入

電子束3DP多孔鉭臨床應(yīng)用使楊柳教授團隊在國家科技部首批重點研發(fā)計劃“個性化多孔鉭增材制造和臨床應(yīng)用”邁出了堅實的一步。據(jù)南極熊了解，此次電子束的鉭植入物由西安賽隆采用自主開發(fā)的Sailong S200設(shè)備打印。

△粉末床電子束選區(qū)熔化（Sailong-S200 SEBM system）設(shè)備

患者83歲女性，左膝置換術(shù)后10年余，疼痛4年，加重伴功能障礙2年，體格查體顯示左膝活動范圍屈伸0—70°，左下肢短縮約1.5㎝，X光片提示假體完全松動下沉，巨大骨溶解，AORI III型骨缺損，患者完全無法下地行走”。較第一例患者相比，此患者脛骨缺損更加嚴重并伴股骨嚴重骨缺損，目前市場上膝關(guān)節(jié)翻修墊塊無法完全滿足其要求。繼續(xù)沿用“ITI（Image to Implant）”醫(yī)生—工程師的醫(yī)工交互平臺，術(shù)前通過精準的三維CT掃描、三維重建，在計算機上建立患者骨骼形態(tài)，比對正常側(cè)，模擬假體植入，依托關(guān)節(jié)外科實驗室已經(jīng)開展的數(shù)百例3D打印模擬臨床經(jīng)驗，根據(jù)病人術(shù)前缺損骨骼狀態(tài)及醫(yī)工協(xié)作的討論方案，3D打印重建出病人骨骼模型及墊塊，并將墊塊數(shù)據(jù)分別發(fā)送至電子束和激光多孔鉭打印研發(fā)單位，為患者量身定制出修補嚴重骨缺損的專屬3D打印多孔鉭墊塊。

△術(shù)前X片

△脛骨激光個性化3D打印多孔鉭金屬墊塊

△股骨電子束個性化3D打印多孔鉭金屬墊塊

楊柳教授介紹說：“這是世界上第一例電子束3DP多孔鉭成功臨床應(yīng)用于TKA翻修手術(shù)，標志著我們國家重點研發(fā)計劃“個性化多孔鉭增材制造和臨床應(yīng)用（項目編號：2016YFB1101400）”項目取得突破性進展。標志著我國在3D個性化多孔鉭墊塊打印應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)翻修上已經(jīng)開辟出一條成功的道路，是世界上同時掌握電子束和激光兩種方法制造的國家。我們接下來的工作就是要把路修寬修好，不斷地改進我們的測量技術(shù)及打印技術(shù)，讓個性化3D打印多孔純鉭墊塊更加精準的匹配患者骨缺損界面，減少手術(shù)時間，讓復(fù)雜手術(shù)簡單化。”

△脛骨、股骨個性化3D打印多孔鉭金屬墊塊植入術(shù)后

△假體全家福

△術(shù)后c臂透視照片

國家為什么會將“個性化多孔鉭增材制造和臨床應(yīng)用”作為重點研發(fā)計劃？因為鉭金屬具有更佳的生物相容性和骨長入效果，更適合作為植入人體內(nèi)的金屬材料。然而目前全球?qū)W術(shù)界所報道的人體關(guān)節(jié)金屬置入物均以鈦合金為主，這是由于鉭金屬熔點非常高（超過3000攝氏度），超過目前市售金屬3D打印機極限，無法實施鉭金屬3D打印。然而，西安賽隆已經(jīng)攻克了這一技術(shù)難題，生產(chǎn)出鉭金屬3D打印多孔植入物，并且與重慶西南醫(yī)院關(guān)節(jié)外科中心楊柳教授團隊共同完成了本次臨床植入手術(shù)。

△患者術(shù)后安返病房

此前，國外著名金屬3D打印雜志METAL AM也曾報道該新聞，西安賽隆自主研發(fā)的電子束金屬3D打印機Sailong-S200，已經(jīng)制造出高密實度（99.08±0.04）和高孔隙率（孔隙率> 70％）的鉭產(chǎn)品，以及Ti-6Al-4V和TiAl合金。西安賽隆于2013年成立，旨在將多孔金屬材料國家重點實驗室開發(fā)的技術(shù)商業(yè)化，其自主研發(fā)的SEBM系統(tǒng)運行功率為3kW，預(yù)熱溫度高達1350℃，可以成功打印熔點超過3000℃的鉭金屬。