40年來(lái)最嚴(yán)重案例之一 — 3D Systems助顱面畸形兒重獲新生

在大部分人看來(lái)，GraceKabelenga（名有“高貴”之意）生下來(lái)的狀態(tài)并不那么高貴。自出生時(shí)起，她飽受常人無(wú)可想象的嚴(yán)重面部畸形的折磨，這種折磨幾乎影響到了這個(gè)年輕生命所有的方方面面。

好在，現(xiàn)年8歲的Grace出生在一個(gè)好時(shí)代——如今，富有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生與醫(yī)療和3D技術(shù)公司合作，能力所向披靡——能完成短短幾年前還視作不可能的任務(wù)。多虧了醫(yī)學(xué)經(jīng)驗(yàn)和高科技的結(jié)合，讓Grace站在了恢復(fù)正常的風(fēng)口浪尖。

一個(gè)棘手的案例

Grace出生于贊比亞中北部城市恩多拉。她的雙眼間距極寬，面部有著嚴(yán)重的面裂畸形，并且沒有骨骼將她的大腦與口腔分開。她吞咽困難，因此營(yíng)養(yǎng)不良并且貧血。

2008年，世界顱面基金會(huì)（WCF）關(guān)注到了Grace的情況。WCF的創(chuàng)始人和主席Kenneth Salyer醫(yī)生是一位引領(lǐng)世界的顱面手術(shù)專家，他創(chuàng)辦的世界顱面基金會(huì)為顱面畸形的孩子和其家庭提供幫助，為其治療，帶去希望。

“Grace是我近40年來(lái)為兒童和年輕人治療顱面畸形的豐富經(jīng)歷中遇到的最嚴(yán)重的案例之一，”Salyer醫(yī)生說(shuō)。

Salyer醫(yī)生認(rèn)為當(dāng)時(shí)的Grace還太小，不適合馬上進(jìn)行手術(shù)；她的骨骼需要成長(zhǎng)得更堅(jiān)固些。

原定于2011年11月的手術(shù)推遲了，原因是Grace太過(guò)營(yíng)養(yǎng)不良。她通過(guò)靜脈營(yíng)養(yǎng)法和不斷的醫(yī)療協(xié)助提高了自身的健康水平。

向熟悉的伙伴求助

當(dāng)Grace達(dá)到了良好的健康狀態(tài)，Salyer醫(yī)生即刻向一個(gè)他熟悉的伙伴求助，該伙伴是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜特殊顱面手術(shù)方面的專家：3DSystems和它精密健康醫(yī)療解決方案的專家團(tuán)隊(duì)。

3DSystems在科羅拉多州丹佛市擁有一個(gè)服務(wù)面廣泛的健康醫(yī)療技術(shù)中心，這個(gè)技術(shù)中心幫助世界各地的醫(yī)生實(shí)施復(fù)雜程度超乎人們想象的手術(shù)。它的解決方案包含3D打印解剖模型，高級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器，直接金屬打印植入物和儀器儀表，以及個(gè)性化3D打印手術(shù)指引模型。

手術(shù)被重新安排在2012年6月初在墨西哥城進(jìn)行，由Salyer醫(yī)生和他的同事DerekBruce醫(yī)生進(jìn)行。Bruce醫(yī)生是一位小兒神經(jīng)外科專家，已和Salyer醫(yī)生共事26年之久。此外一起參加手術(shù)的還有另一位小兒神經(jīng)外科專家FernandoChico醫(yī)生，和他在墨西哥城少兒醫(yī)院的團(tuán)隊(duì)。

解決解剖難題

3DSystems為各位醫(yī)生提供了虛擬手術(shù)計(jì)劃（VSP®）服務(wù)，這項(xiàng)服務(wù)是由工程師根據(jù)病人的CT掃描數(shù)據(jù)生成3D解剖信息，并據(jù)此創(chuàng)建即將實(shí)施的手術(shù)的一整套3D模擬信息。

“3DSystems提供的信息讓身在世界各地的參與者得以共同進(jìn)行虛擬手術(shù)計(jì)劃�！盨alyer醫(yī)生說(shuō)。

3DSystems的VSP團(tuán)隊(duì)還將基于Grace獨(dú)特解剖的模型，指引和模板3D打印出來(lái)，這些3D打印的工具將在手術(shù)期間用于幫助骨骼的切割和定位，以便與虛擬計(jì)劃維持一致。

VSP團(tuán)隊(duì)使用的是3D Systems的ProX 800和ProJet 7000激光固化立體成型（SLA）打印機(jī)。ProX 800以其食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認(rèn)證的種類繁多的材料及其制作樣件的出色的表面光潔度、特征分辨率、邊緣清晰度和精度著稱；而ProJet 7000HD則是牙科應(yīng)用的理想選擇，它提供抗拉強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度高的耐高溫材料。

在墨西哥城進(jìn)行的手術(shù)中，Grace口腔后部的一大塊大腦組織被完全切割下來(lái)并置于在她頭顱內(nèi)新造的顱頂，她的雙眼間距因此得以縮短。

“我們能夠?qū)⒄麄�(gè)解剖部分精準(zhǔn)無(wú)誤地移動(dòng)至確切位置，全是因?yàn)?D Systems 3D打印模型的指引，”Salyer醫(yī)生說(shuō)�！皼]有它們的指引，要達(dá)到這項(xiàng)手術(shù)所要求的精密度是不可能的�！�

但還有大量工作有待完成：Grace失去了她額上及眼眶頂部的大片骨骼，如果沒有這些骨骼支撐，而僅僅只有一層軟組織包裹著她的大腦，那么她這輩子將只能戴著保護(hù)性頭盔生活。

精誠(chéng)協(xié)作

Grace的第二場(chǎng)手術(shù)，被安排在2015年5月于南非進(jìn)行，這場(chǎng)手術(shù)需要參與人員進(jìn)行更為復(fù)雜的術(shù)前計(jì)劃。

在美國(guó)科羅拉多州的3D Systems醫(yī)療技術(shù)中心，3DS使用其虛擬手術(shù)計(jì)劃（Virtual Surgical Planning）及3D打印技術(shù)與遍布于世界各地的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作：位于美國(guó)德州達(dá)拉斯的Salyer醫(yī)生；位于美國(guó)華盛頓的Bruce醫(yī)生；位于南非開普敦的整形外科醫(yī)生Frank R. Graewe和其臨床團(tuán)隊(duì)；位于美國(guó)佛羅里達(dá)州杰克遜維爾和德國(guó)圖特林根的醫(yī)療器械公司KLSMartin；位于蒙大拿州貝爾格萊德的Bacterin公司，這是一家經(jīng)過(guò)認(rèn)證的組織和醫(yī)療器械公司。

3DSystems通過(guò)與Salyer醫(yī)生一起合作來(lái)確定和創(chuàng)建出Grace新額頭的輪廓。3D Systems Geomagic Freeform Plus和3Dsculpting軟件通過(guò)與3D Systems的3D觸覺設(shè)備（力反饋）Touch X結(jié)合，來(lái)創(chuàng)建重建額頭所需的復(fù)雜器官曲線。

直觀的軟件和觸覺界面使3DSystems設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能根據(jù)Dr. Salyer的指示來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)，而無(wú)需制作出實(shí)體零件或原型。

當(dāng)最后的輪廓完成后，數(shù)字文檔被發(fā)送至KLSMartin公司。這個(gè)公司創(chuàng)建出了一個(gè)隨著時(shí)間可被并入人體且獨(dú)一無(wú)二的植入物，為Bacterin公司定制骨移植物提供了框架。

“Grace的這個(gè)手術(shù)計(jì)劃要求非常嚴(yán)苛，這不像其他許多病例，Grace缺失大量骨頭，這對(duì)創(chuàng)建一個(gè)足夠堅(jiān)固卻能自我消解，并讓患者自己的骨頭可以自由生長(zhǎng)的重建結(jié)構(gòu)是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。另一個(gè)挑戰(zhàn)就是來(lái)自三大洲的六個(gè)團(tuán)隊(duì)需要能看到詳情并實(shí)時(shí)配合進(jìn)行3D模擬。這得感謝3D Systems付出的巨大努力和提供的妥善解決方案�！氨泵繩LSMartin公司的產(chǎn)品開發(fā)總監(jiān)Shawn Burke說(shuō)。

復(fù)雜的3D打印設(shè)計(jì)

當(dāng)植入物的設(shè)計(jì)完成后，3DSystems為Bacterin公司提供了用于定制型“發(fā)帶”的3D打印模具---一塊可修復(fù)眼睛上方眶緣的骨頭。Bacterin公司的3Demin®材料制作出的一塊同種異體骨（移植物）正匹配Dr. Salyer為Grace定制的“發(fā)帶”規(guī)格。Bacterin公司也提供了3Demin覆蓋物，OsteoSponge® 和OsteoWrap®同種異體骨移植物用于重建過(guò)程。

負(fù)責(zé)3DSystems VSP重建服務(wù)的Mike Rensberger 指出，“定制型的3Demin同種異體骨的制造過(guò)程需要模具被消毒且符合Bacterin公司3Demin纖維技術(shù)的特定處理需求。我們使用SLA技術(shù)和樹脂制作出模型和樣板，便于Dr.Salyer參考。相較傳統(tǒng)技術(shù)比如加工或注塑，我們能更快地制作出高精度、適用于特定病例和定制型的部件�！�

Grace的現(xiàn)狀

Grace的第二場(chǎng)手術(shù)取得了巨大成功。她的頭蓋骨和她自己的骨頭產(chǎn)生了鈣化，她的下唇顎和嘴巴也能正常閉合。她的飲食、說(shuō)話和呼吸都可以正常進(jìn)行了。

Grace的下一場(chǎng)最終手術(shù)于2016年4月進(jìn)行。這場(chǎng)手術(shù)將圍繞她的鼻子鼻腔、上唇和眼部周圍區(qū)域進(jìn)行軟組織構(gòu)建。

在Dr.Salyer的自傳“A Life that Matters”中，他說(shuō)到，“在早期的時(shí)候，我就找到了我生活的使命并一生致力于此---通過(guò)為孩子們修復(fù)臉龐，讓他們可以更好的把握自己的生活�！�

我們也能看到，那些始終致力于幫助Grace進(jìn)行手術(shù)和臉部修復(fù)的人們，一直在履行同樣的承諾。多虧了這群人，Grace的生活將不再只是一個(gè)簡(jiǎn)要注解，而是一個(gè)豐富、長(zhǎng)期、連續(xù)的完整故事。

【關(guān)于3DSystems】

3D Systems是3D打印行業(yè)中的領(lǐng)先者，提供“從設(shè)計(jì)到制造”全套解決方案，包括3D打印機(jī)、打印材料和云計(jì)算按需定制部件；其強(qiáng)大的數(shù)字化流程真正把創(chuàng)意帶入生活，可選材料包括塑料、金屬、陶瓷和食品等，獲得專業(yè)人士和消費(fèi)者的一致好評(píng)。3DS領(lǐng)先的醫(yī)療解決方案包括全套仿真、培訓(xùn)、互動(dòng)式個(gè)人化的手術(shù)和患者特定解決方案以及牙科類設(shè)備上的應(yīng)用等。3DS個(gè)性化的三維設(shè)計(jì)和檢測(cè)產(chǎn)品提供最前沿的采集和觸摸技術(shù)，成熟的集成式解決方案替代并補(bǔ)充傳統(tǒng)方法，數(shù)據(jù)輸入直接打印實(shí)物件減小設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的時(shí)間和成本。這些解決方案都可用來(lái)加快設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、溝通、原型或產(chǎn)生實(shí)物件，助力客戶“制造未來(lái)”。