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3D打印改进前十字韧带手术 拯救运动员职业生涯

2016-01-09 09:03
蓝林笑生
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  对于任何职业运动员来说,前十字韧带(ACL)损伤或者撕裂都是一个严峻的考验。前十字韧带位于膝关节内,是人体最早要的韧带之一,而且它很难修复,就算修复好之后重新撕裂的可能性也很大。当前修复该韧带撕裂的标准外科手术方法是钻一个穿过胫骨的同,然后去除原有韧带,使用移植的植入物重建韧带,重新连接它。但是这项技术有很大的局限性,因为通过胫骨进入膝盖使得它很难连接到原来韧带的附着点上。

3D打印改进前十字韧带手术 拯救运动员职业生涯

  听起来很痛苦,不是吗?确实如此,而且移植物往往会因为无法像原始韧带一样处理应力而失败。如今,来自OrthoCarolina Sports Medicine的一名骨科医生Dana Piasecki博士提出了一种解决方案,可以解决这些问题。这只是一个小小的3D打印手术工具,却能够拯救成千上万专业运动员的职业生涯。

  “当前手术存在的主要问题是医生使用直钻为移植物打造胫骨和股骨的附着点,但是需要通过坚硬的胫骨钻孔的仪器限制了你可以确定的股骨点的位置。”Piasecki博士称,“我意识到我需一种更加灵活的钻,这种钻要能够弯曲,并且能够循着韧带的正常路径去冲击股骨,无论其位置和角度都要模拟原有的前十字韧带的位置和角度。这样的话,我就需要一种工具,这种工具需要插入到膝盖空间的内测抓住这种柔性钻,并将其引导到股骨的正确位置上,并在整个打钻的过程中固定住它。”

3D打印改进前十字韧带手术 拯救运动员职业生涯

  要以较低的成本制造这种小而复杂的工具是一个挑战,于是Piasecki博士转向了3D打印。他首先使用手工在塑料上雕刻出自己想要的工具,直到他满意其形状为止,然后把它交给3D扫描公司Laser Design,由后者对其进行扫描并创建出3D模型。该公司然后用FDM技术为Piasecki博士打赢了几个塑料原型,但是最终的工具需要用高强度的生物相容性金属来打印,而且需要能够以较低的成本修改以适应不同患者的膝关节尺寸。

  于是,Piasecki博士又找到了Stratasys Direct Manufacturing公司,该公司使用DMLS 技术,并以Inconel 718合金做原材料,将该工具打印出来了。最终,Piasecki博士在Laser Design公司的帮助下又进行了一些测试和调整之后,Pathfinder ACL导板终于完成,并经过了广泛的测试,还在FDA上注册为1类医疗设备(Class 1 Medical Device)。这是一种低成本的生物兼容性的灵活工具,到目前为止在将植入物引导并固定在原始韧带的附着点的成功率高达95%,这样会使修复后的韧带承受与原始韧带同样的压力,大大减少了韧带重新撕裂的几率。

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  目前Piasecki博士为这一发明已经以Danamed公司的名义申请了专利,该公司是他与商业伙伴 Jim Duncan供成立的。Piasecki称,与传统的铸造方便相比,使用3D打印技术制造该工具能将成本降低97%左右。如今Pathfinder已经开始在市场上销售。

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