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上海长征医院为患者植入15厘米长3D打印钛金属椎体,系全球首例

导读: 近日第二军医大学长征医院骨肿瘤外科(长征脊柱肿瘤中心)肖建如教授研发团队,设计的世界首例3D打印钛合金6节椎体钢板一体化假体应用于颈胸椎超长节段巨大脊索瘤切除后缺损区重建获得成功,刷新了世界最长颈椎肿瘤椎节切除重建记录。

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     颈椎被长达6椎节的巨大肿瘤包裹,并沿着颈椎横向“爬”进多个节段横突、小关节、椎管及椎管旁大血管、颈总动脉,严重挤压脊髓、气管、食道……更困难的是,现有的颈椎钛网与钛板内固定器械无法满足肿瘤切除后超长节段椎节缺损的重建。近日第二军医大学长征医院骨肿瘤外科(长征脊柱肿瘤中心)肖建如教授研发团队,设计的世界首例3D打印钛合金6节椎体钢板一体化假体应用于颈胸椎超长节段巨大脊索瘤切除后缺损区重建获得成功,刷新了世界最长颈椎肿瘤椎节切除重建记录。
    来自湖南40岁的周女士罹患颈椎脊索瘤长达7年之久,其间经历了复发二次手术后,近期不幸肿瘤再次复发。随着颈部肿瘤日渐增大,严重压迫气管和食道,周女士呼吸及吃饭都成了问题,甚至连夹持筷子等日常动作都显得愈发吃力。这是一种侵袭性低度恶性肿瘤,复发率极高,好发于枕颈段和骶骨。
    多年病痛的折磨让周女士多次想了却余生,想到上有年迈的耄耋父母,下有嗷嗷待哺的女儿,其间她拖着病体跑遍了全国大大小小的医院,均因病情复杂、手术难度大被婉拒。最后,她在专家的推荐下慕名来到上海找到了长征医院骨肿瘤外科的肖建如主任。
    经核磁共振磁检查显示:周女士所患的脊索瘤已侵蚀颈椎第3-7节和胸椎第1节,更严重的是,巨大肿瘤将两侧的椎动脉和前方的颈总动脉、颈内外动脉及颈内静脉紧紧包绕。另外,由于初次手术时一侧椎动脉 已结扎闭塞,因而肿瘤包绕的 另一侧优势椎动脉对于脑部供血十分关键,再次手术一旦损伤将导致脑干供血严重不足危及生命。对于这种罕见的疑难病例,加上颈椎解剖结构较之于胸腰椎更为复杂,手术难度可想而知。即使能顺利切除巨大肿瘤,6节段椎节缺损拿什么来支撑,如何保护颈髓、神经根、优势椎动脉等重要结构及功能?

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    面对前所未来有的困难,肖建如主任团队多次会同相关专家系统研究了患者的病情后,决定通过术前3D精准1:1打印颈椎肿瘤模型,准确锁定巨大脊索瘤的范围和边界。但由于肿瘤之大,累及椎节范围之广,现有的内固定器械无法满足手术切除后超长节段骨缺损的重建。
    肖建如团队仔细全面评估病情并充分与患者及家人沟通后坦诚地说:“我们应该共同接受挑战,共同争取给病人最后一次机会。”
    肖建如主任结合多年的临床和“医工结合”经验,创新性地提出了“3D打印板体一体化系统”。“我们利用计算机3D立体打印技术,依据患者CT和MRI的影像学数据资料,设计出与患者6节脊椎形态与长度相仿的脊椎假体,并多次通过动态力学模拟测试,最终打印出个体化的“3D-6椎节板体一体化系统”——世界上首个3D打印钛合金6椎节板体一体化假体植入物,将在周女士的颈胸椎上完成长达15厘米的大跨度支撑,以替代被彻底切除的6节脊椎。

上海长征医院为患者植入15厘米长3D打印钛金属椎体,系全球首例

    在麻醉科的全力配合下,肖建如、杨兴海、赵剑教授等组建的团队先后分二期成功实施了颈前路和后路的手术,经过12小时奋战,成功逾越生命禁区,在放大镜下彻底切除了跨越6个椎节巨大脊索瘤的同时,成功实施了3D打印钛合金6椎节板体一体化假体重建术,重新打开了生命之窗!术后患者症状明显改善,未出现相关并发症,近期顺利出院转至康复医院继续治疗。

    据肖建如教授介绍,此次手术应用的个体化3D打印板体一体化系统与以往的人工椎体相比,首先该系统不但具有海绵状微孔结构,这种人工“骨小梁”结构有利于邻近椎节正常骨细胞的长入,最终实现骨融合,而且有效避免了术中植骨材料不足的短板;其次,该设计完全根据个体化的生理曲度进行固定,精确匹配,切迹较小,同时该系统具有多点接触面,不易下沉;再者, 该设计系统采用“三点立体固定模式”,除了上下一对椎体螺钉横向固定外,还多出一枚斜行固定的终板螺钉,具有更为优良的生物力学稳定性,克服了目前人工椎体抗拔出、抗旋能力差的缺点,更好地达到支撑和稳定的目的。这种新型植入物目前是免费的,并获得医院伦理委员会批准使用。
    该手术的成功实施标志着我国颈椎个体化3D打印人工椎体进入了板体一体化时代,而我们在3D打印板体一体化系统研制方面走在了世界前列。随着技术和工艺的优化改进,这项技术将会让更多的患者获益。


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