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钛合金将成过去式!我国实施国际首例3D打印PEEK肋骨植入术

导读: 近日,唐都医院胸腔外科利用新型聚醚醚酮(PEEK)材料,为一名胸壁肿瘤患者打印并置换肋骨,这种新型材料与近两年流行的钛合金材料相比有质的改变,该手术是国际首例3D打印PEEK肋骨植入术,标志着3D打印PEEK材料首次进入临床应用。

3D打印技术在医学临床上应用越来越广泛,材料也在不断更新换代,近日,唐都医院胸腔外科利用新型聚醚醚酮(PEEK)材料,为一名胸壁肿瘤患者打印并置换肋骨,这种新型材料与近两年流行的钛合金材料相比有质的改变,该手术是国际首例3D打印PEEK肋骨植入术,标志着3D打印PEEK材料首次进入临床应用。

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唐都医院胸腔外科收治的这名患者,肿瘤位于左前胸壁,大小为11×11×6㎝,病理诊断为肋骨肉瘤,由于肿瘤较大,手术完整切除后造成的胸壁缺损范围巨大,若不能进行有效的胸壁重建,患者术后很可能发生呼吸衰竭,甚至死亡,因此必须实施3D打印胸肋骨置换手术。

3D打印钛合金胸肋骨置换手术是唐都医院胸腔外科特色手术之一,但打印出来的钛合金胸肋骨的弹性模量和屈曲强度与真实的胸肋骨差距较大,难以形成合理的梯度强度,患者在遭受特殊外力后会损伤周围的正常器官,而且,钛合金材料在影像学检查中存在很大的局限性,如患者不能进行核磁共振检查,在CT检查中的伪影也会产生强烈干扰等。

聚醚醚酮(PEEK)是目前国际上先进的高分子植入材料,具有良好的生物相容性,同时耐热等级高、耐辐射、耐化学腐蚀,抗冲击性能和抗疲劳性能好,因此,PEEK是理想的非金属植入物替代材料,国内仅西安交通大学等少数几家单位掌握了PEEK材料的3D打印技术。收治了该患者后,在胸腔外科李小飞主任和第四军医大学3D打印中心曹铁生教授的指导下,胸腔外科黄立军副主任、王磊医生和西安交通大学李涤尘教授课题组共同合作,开展PEEK植入物的临床研究工作。在充分分析了PEEK肋骨的力学性能后采用熔融沉积技术进行打印,最终,黄立军副主任、钟代星和王磊医生等共同完成了手术,为患者顺利植入3根PEEK肋骨进行胸壁重建。

结合术后影像学检查发现,3D打印PEEK肋骨具有多项优势:1、弹性模量和屈曲强度等与真实肋骨非常接近,从而避免了应力传导引起的周围器官损伤;2、质量轻,平均每根肋骨仅27克,正常肋骨大约在30—50克;3、韧性好,既能保证缺损胸壁的支撑强度,又能使局部胸壁获得一定的活动度;4、不干扰影像学检查,可以进行核磁共振和CT检查。该手术的实施,标志着唐都医院胸腔外科3D打印工作从钛合金时代进入了PEEK时代。

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