上交大醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院王旭東《3D打印技術(shù)在顱頜面外科中的應(yīng)用---潮流與思考》

2018年10月26日，由上海市人民政府指導(dǎo)、上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會支持、上海市增材制造協(xié)會主辦的第三屆SAMA國際論壇暨2018世界3D打印年會在上海盛大開幕。吸引了來自中國、美國、英國、法國、德國、荷蘭、比利時、新西蘭、加拿大、日本、韓國、瑞典、埃及、土耳其、烏克蘭、瑞士、以色列等來自全球30余國近100位全球頂級專家以及近1000名參會代表出席。10月27日，同期舉辦了3D打印醫(yī)療應(yīng)用論壇，來自國內(nèi)外醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)專家做了精彩分享。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院教授王旭東發(fā)表了《3D打印技術(shù)在顱頜面外科中的應(yīng)用---潮流與思考》的分享。

從1995年開始了3D打印解剖模型的應(yīng)用，舉個例子，這是19歲女孩子面部有個腫瘤，引起異常，同時可能引起眼睛的問題，打印了3D打印的頭模，進(jìn)行了模擬手術(shù)，把對側(cè)的組織結(jié)構(gòu)做了一個貼近的假體，然后做了翻膜的假體，然后通過導(dǎo)航技術(shù)，進(jìn)行精準(zhǔn)的安全的手術(shù)的切除，最后一張圖實(shí)際上腦膜的顯示，這是顱和面的聯(lián)合切除，通過精準(zhǔn)的切除以后，通過個性化的假體做一個精準(zhǔn)的安置頜面骨組結(jié)構(gòu)的恢復(fù)，這是術(shù)前和術(shù)后，可以保證她的外形恢復(fù)她的功能。兩年半以后腫瘤切的很干凈沒有復(fù)發(fā)，外形上軟組織略有收縮。解剖模型用了兩次，一個是對于疾病的認(rèn)識，第二個是假體的制造，翻膜技術(shù)的應(yīng)用。

打印導(dǎo)板會成為一個常態(tài)化，科里基本上所有骨組織手術(shù)都用了三維設(shè)計(jì)。做的最多的是這樣的病例，叫頜骨畸形的病例，中國常見的是地包天的病人，需要把錯位的骨頭重新人工骨折以后移到正確的位置上，再進(jìn)行一個鈦板的固定。這個過程當(dāng)中要有依據(jù)的指導(dǎo)醫(yī)生在手術(shù)當(dāng)中把骨頭放在什么位置。

所以有一個依據(jù)通過牙和牙的咬合位置作為移動的參考，電腦里面可以使骨頭進(jìn)行移動，通過牙的互相關(guān)系，通過軟件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)頜板，然后進(jìn)行手術(shù)。這是應(yīng)用，手術(shù)前和手術(shù)后得到了改善，功能得到了恢復(fù)。去年我們應(yīng)用了將近823例的手術(shù)，利用3D打印導(dǎo)板。

還有人下巴比較小，可以做一個很簡單的手術(shù)，把下巴往前移，這個手術(shù)里就會有一個導(dǎo)板，導(dǎo)板指導(dǎo)我們怎么接骨，然后往前移到什么位置才可以更對稱，這個就有一個定位導(dǎo)板，這邊定位導(dǎo)板固定以后打一個接骨板就可以固定住了。這就是手術(shù)以后的情況，整個的面部就得到了改善。當(dāng)然這個導(dǎo)板可以有各種各樣的，比如說這個下巴比較寬可以縮窄，下巴比較長可以縮短，這個就是縮窄和縮短的設(shè)計(jì)。這是一個前移的設(shè)計(jì)，通過不同接骨線的改變達(dá)到不同的需求，患者對自己的下巴可以有不同的要求。

大家知道韓國臉，顴骨的縮窄，這個是下頜角的切除，下頜角肥大的病人，通過手術(shù)以后，就完全變了一個人，身份證是要換的，這個是小下頜的病人，我們怎么利用3D打印技術(shù)指導(dǎo)我們的手術(shù)，這個也是我們從骨科學(xué)來的，我們應(yīng)用牽張成骨技術(shù)，骨頭打斷，然后裝置不斷延長，骨頭就可以延長，我們用到頜骨上，頜骨用的比長骨多，因?yàn)檠�供比較好，效果可預(yù)測，所以我們反而應(yīng)用比骨科多。

三維設(shè)計(jì)里面可以看到神經(jīng)如果損傷下唇就麻了會引起很多的問題，我們不斷的設(shè)計(jì)，模擬當(dāng)骨頭延長以后達(dá)到什么樣的情況，然后我們設(shè)計(jì)導(dǎo)板，設(shè)計(jì)導(dǎo)板就可以指導(dǎo)我們進(jìn)行手術(shù)，這就是手術(shù)安裝完以后在嘴巴里面露出兩個小頭，我們不斷的進(jìn)行啟動牽引器，這個地方成骨，骨頭就延長了，下頜骨就延長了。我們還做牙齒擁擠的矯正，前面的照片這里是黑的說明沒有成骨，這里變白說明了骨質(zhì)不斷的生成，這是5個月以后拆除以后，對比5個月前得到了翻天覆地的改變，然后我們繼續(xù)做矯正，在18個月之內(nèi)，不管從外形還是牙齒都得到了非常好的恢復(fù)病人也非常滿意。

這個可能是更稍微復(fù)雜一點(diǎn)，這個是頜骨腫瘤引起的缺損，這么漂亮的女孩子術(shù)前因?yàn)轭M面部腫瘤，怎么把腫瘤既切干凈，又能恢復(fù)以后可以使她恢復(fù)到腫瘤之前的美貌，通過我們的設(shè)計(jì)，我們有一個導(dǎo)板先在電腦做一個腓骨重建下頜骨�？梢员ＷC外形，另外和重要的一點(diǎn)，我們頜骨的重建還要一個考量我們還要裝牙。頜骨重建當(dāng)中有一個比較不一樣的地方，是我們需要咀嚼功能的恢復(fù)，要裝牙。而且頜骨周圍的軟組織包裹是很薄的，相對髖關(guān)節(jié)這么多的肌肉包住，對于我們來說只有很薄的口腔黏膜包括皮膚、肌肉是很薄的一層，如果3D打印金屬假體是需要更長的更深入的研究，目前為止我們還是用自體組織瓣修復(fù)，我們使她恢復(fù)了基本的面型。

頜骨缺損的時候用3D打印植入物可能存在很多潛在的風(fēng)險(xiǎn)，但是這個題目怎么實(shí)現(xiàn)，這個是我們根據(jù)我們的臨床的需求，對于頜骨畸形地包天的矯正要做手術(shù)，要人工骨折移到新的位置，在新的位置上進(jìn)行接骨板固定，這個過程中如何控制頜骨的位置很重要，不同的頜骨位置帶來的是不同的面型。

剛才專家說的提到誤差是1.2毫米，對于我們來說不夠準(zhǔn)，我們重新設(shè)計(jì)了這么一套系統(tǒng)，通過金屬的3D打印的技術(shù)，我們知道技術(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？我們看一下這個病例，這個就是地包天的病例，我們要讓上頜骨前移，下頜骨后退，而且下頜骨會分成5塊重新整合，這個就是上頜骨往前移，這個是以骨表面作為參考的鈦合金打印的接骨導(dǎo)板，接骨導(dǎo)板有一個預(yù)設(shè)的釘孔，可以讓接骨導(dǎo)板貼合的放在頜骨的表面，同時有一條槽指導(dǎo)我們怎么接骨，方向是什么。在接骨的時候有效的提供更高的安全性。上頜骨往前移，往下降。前面我們看到過之前我們以牙齒關(guān)系作為參考，所以要把上下牙綁在一塊再彎鈦板，經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生彎接骨板的水平和差的醫(yī)生玩接骨板的水平就不一樣，鈦板是有彈性的，可能會讓位置不那么精準(zhǔn)。因?yàn)榍懊嬗蓄A(yù)設(shè)的釘孔，我們可以把上頜骨重新定位，而且進(jìn)行固定，就去掉了一步重新彎接骨板非常依賴手術(shù)醫(yī)生的過程，也可以讓這個手術(shù)非常簡化，就像我們買了宜家的家具在家里安裝一樣。

下頜骨也是同樣的處理，最體現(xiàn)技術(shù)的是在下頜骨前部的手術(shù)，下頜骨通過5種顏色可以發(fā)現(xiàn)分為5塊，前面分三塊，兩種分兩塊，下面這塊還要往前移，如果用普通的接骨板的話，要求醫(yī)生技術(shù)非常高�，F(xiàn)在我們有3D打印接骨板有預(yù)設(shè)的釘孔，我們通過指導(dǎo)的截骨線截下來，然后這個是再定位的接骨板，然后把螺絲打上去，骨頭就到了我們設(shè)定的位置，精度實(shí)現(xiàn)是非常準(zhǔn)的，小于1毫米的誤差。

我們自己有自己的打印，談一下感受，我們發(fā)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)當(dāng)中，不同的打印機(jī)不同的打印原材料打印出來的導(dǎo)板變形率都是不一樣的，這點(diǎn)如果當(dāng)你作為一個企業(yè)，你直接向醫(yī)院向醫(yī)生提供服務(wù)的時候可能就會碰到問題，也就是黃處說的這個責(zé)任到底是企業(yè)還是醫(yī)院的。

我只說這一點(diǎn)跟醫(yī)生相關(guān)的在這兩方面存在比較多的問題，比如說這是一個病人小下巴的病人，我們要給他做的是，這也是3D打印的鈦金屬，給他做上頜骨后退，下頜骨往前移，這是我們設(shè)計(jì)的非常漂亮的導(dǎo)板，手術(shù)也很順利，做完以后我們發(fā)現(xiàn)很奇怪，這個人牙齒有點(diǎn)咬不上，后來拍了片子，普通的X光片看不到，再看了CT都蠻好的，仔細(xì)一看我們發(fā)現(xiàn)這個地方有一個嚙合關(guān)節(jié)，如果我們張嘴的時候發(fā)現(xiàn)你的耳朵前面有一個會動的嘴巴一張，這個會出現(xiàn)凹陷這個就是嚙合關(guān)節(jié)，這個位置理論上再往后一點(diǎn)，這個往前走了，牙齒就咬不大好了，為什么出現(xiàn)這個問題，再回去我們看到?jīng)]有做手術(shù)之前，拍CT的時候就出現(xiàn)這個問題，所以這個問題出現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中不管是技術(shù)人員還是審核方案的一生都沒有發(fā)現(xiàn)他的關(guān)鍵的位置沒有處在生理的位置上，在錯誤的位置上做了正確的設(shè)計(jì)，還是一個錯誤的結(jié)果，這個我想應(yīng)該主要是醫(yī)生的問題。

另外一例病例，因?yàn)槟[瘤切除半側(cè)牙都沒了，一半牙都沒了，時間長關(guān)節(jié)前移了，首先關(guān)節(jié)復(fù)位，然后再來通過鏡像回復(fù)頜骨形態(tài)，規(guī)劃做的非常好，各式各樣的導(dǎo)板，一系列的導(dǎo)板做得都很好，手術(shù)以后這是我們看到的，后來發(fā)現(xiàn)什么問題呢？也是同樣的問題，關(guān)節(jié)的位置沒有在應(yīng)該有的位置上，又往前了，這是誰引起的，這是醫(yī)生引起的，所以有一個好的設(shè)計(jì)沒有一個正確的執(zhí)行也得不到一個正確的結(jié)果，這是我從醫(yī)生角度進(jìn)行反思。

另外病例的選擇，醫(yī)生的資質(zhì)，工程師資質(zhì)，很重要的一點(diǎn)我想提醒的是作為這么一個所謂的導(dǎo)板與植物物3D打印真的要在臨床上應(yīng)用，既要教工程人員技術(shù)人員怎么做醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)，我們要把工程人員帶到手術(shù)室看手術(shù)，讓他們理解手術(shù)，同時要教執(zhí)行手術(shù)的醫(yī)生怎么規(guī)范的按照你的手術(shù)導(dǎo)板來完成手術(shù)，這兩個缺一不可，缺了一個就可能達(dá)不到你想要的正確的效果，就不能充分體現(xiàn)我們3D打印技術(shù)的優(yōu)勢。

所以我想3D打印未來已來，但是應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)還是客觀存在，也是顯而易見可想而知的，所以如何進(jìn)行醫(yī)工交互和合作是非常重要的。

來源：SAMA國際論壇