南极熊盘点：国内医疗机构在3d打印人体植入的应用案例

近年来，3D打印技术在医疗领域的应用越来越受到重视，其主要应用实例有：人体植入物、手术导板、医疗器械等。每个人的骨骼形态都是独一无二的，3D打印技术能够根据每个人原生骨骼的特征进行个性化定制，生产出与原生骨骼完全匹配的产品，从而减少植入物（或假体）对人体的影响，最大程度恢复人体骨骼的正常功能。在这方面，国内一些医疗机构有比较成功的临床案例。接下来南极熊就主要盘点一下国内医疗结构在3d打印人体植入的应用。

1.世界首个3D打印定制人工椎体植入术在北医三院完成
世界首个3D打印定制人工椎体植入术在北医三院完成北京大学第三医院成功为一名骨科脊索瘤患者切除五节段脊椎肿瘤，并利用世界首个3D打印多节段胸腰椎植入物完成长达19厘米大跨度椎体重建手术。，首先，将其放到切除病变后的相邻椎体之间，能起到可靠的连接和支撑功能。同时利用金属3D打印人工椎体在结构上可以任意设计的便利，专门设计出其与后方内固定结构之间的连接，这种前后连成一体的装置使稳定性大大增强，在力学性能上达到了质的飞越。有了这样的固定方式，术后患者很快便可以下床活动，而人工椎体更大的优势是被制成微孔结构后，形状可像海绵一样，类似骨头中有了‘骨小梁’ ，这种‘骨小梁’可帮助相邻正常椎体的骨细胞长入其中，最终二者融为一体，从而实现骨整合。”

2.清华大学附属医院长庚，完成世界首例3D打印钛合金骶骨植入

北京清华长庚医院1持续了10余个小时的手术顺利结束，骨科主任肖嵩华教授带领脊柱中心宋飞、赵喆等医师，成功为骶1-2骨巨细胞瘤患者实施根治术，精准化整块（en-bloc）切除高位骶骨肿瘤，并植入3D打印个体化适型假体，重建脊柱骨盆稳定性，成功为患者保住下肢及二便功能，为世界首例。

3.云南首例3D打印截骨导板辅助膝关节置换术获得成功

云南楚雄籍72岁女患者，因患重度骨性关节炎，在昆医附一院成功进行了右膝全膝人工关节置换术。据了解，该手术是采取3D打印截骨导板技术辅助右膝全膝人工关节置换术。该手术的成功填补了云南运动医学科在该领域的空白。采用3D打印截骨导板技术辅助膝关节置换术，能精确个体化截骨，其在手术时间、出血量及引流量等方面明显低于采用传统置换术治疗患者，手术风险明显降低。3D打印导板辅助人工膝关节置换术能满足私人定制手术，其最大优势在于，能够充分考虑到患者的年龄因素和已经有严重的畸形问题进行精准手术。

4.3D打印助力颈椎“换柱”——江西省人民医院首创颈椎新术式

传统颈椎手术存在一个取舍的抉择：是要固定的牢还是要术后活动性能好。2016年9月30日晚，江西省人民医院骨二科董谢平主任挑战了世界医学难题——颈椎前路双侧椎弓根螺钉固定，这次他运用3D打印技术，他设计的新术式完美的兼顾了牢固与灵活两个特点，为这一尚处探索阶段的手术方式提供了崭新的解决方案。

3D打印不仅解决了精准钻孔、双钉碰撞、贴服骨面等形状结构问题，其特有的制造方式更使得人工椎体具有接近人体松质骨的低弹性模量，又有利于骨组织长入的仿真骨小梁结构。这些生物学特性是传统机加工制造工艺无法实现的。

5.颈椎肿瘤恐造成“高位截瘫” 3D打印脊椎完美置换

脊柱肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一，致残率和病死率都非常高。但由于肿瘤侵犯的是人体最关键也是最敏感的脊柱上，血管、神经密布，使常规肿瘤切除手术也非常难以进行。日前，长沙市第三医院运用3D打印技术，为一名患有颈椎恶性肿瘤实施了难度极大的脊椎切除及3D人工椎体置换手术。目前患者康复顺利，已能戴着支具下地行走。

6.交大二附院顺利实施颈椎3D打印钢板经口腔植入术

患者因颅底凹陷症，颈椎第一二节脱位脊髓压迫神经，导致上肢以及腿脚麻木，面临着瘫痪在床、生活无法自理的困境。西安交大二附院脊柱外科（骨二科）几位专家经过仔细诊察后发现，为该患者进行手术存在极大困难和非常高的风险，因为患者曾在外院做过后路颈椎减压术，局部结构已破坏，无法使用常规钢板固定实施手术。西安交通大学医学院第二附属医院，利用金属3D打印工艺制成此定制钛合金钢板，顺利完成了一次颈椎3D打印钛合金钢板经口腔植入手术，这意味着全国首例颈椎3D打印钛合金钢板经口腔植入手术获得成功，。

7.浙江大学附属第一医院完成3D打印人工椎体置换手术
浙江大学附属第一医院宣布完成首例3D打印人工椎体置换手术。患者在浙江大学附属第一医院骨科进行就诊时发现患有“骨化性纤维瘤”，其第10、11节的胸椎已经遭到明显的侵蚀性破坏，并出现病理性骨折。以骨科主任林向进为首的医疗小组在征求了患者意见后，决定采用3D激光打印技术，量身定做了个性化的钛合金人工椎体，并于12月3日实施了置换手术，目前患者术后恢复情况良好。图为12月11日在一段教学用的脊椎模型旁，浙江大学附属第一医院骨科医生介绍用3D激光打印技术制成的钛合金人工椎体所置换的胸椎位置。

8.河南完成首例3D打印胸骨植入手术

于朱先生胸骨肿瘤巨大，目前已产生压迫症状，必须进行手术，将肿瘤部位以及被肿瘤侵蚀的胸骨组织切除。但是，传统的胸骨切除手术会造成患者前胸部位出现一个较大缺损，这导致心脏失去了胸骨这个防护墙，哪怕是个轻微的擦碰都会伤及心脏。如果采用传统的骨水泥或者钛板进行修复，术后患者会有强烈的胸部不适感，呼吸功能和外观美感也会造成影响。
河南省肿瘤医院胸外科专家成功为63岁的朱先生切除了胸部的肿瘤并植入了“私人订制”的3D打印钛合金胸骨肋骨复合体，帮他重建胸廓。目前，朱先生已康复出院。

9.钛合金3D打印下颌骨植入成功

江苏的孙女士从海军411医院全军口腔中心出院，摆脱了纠缠她5年的病痛。该院全军口腔中心主任、上海市口腔医学会副会长刘国勤教授告诉记者：“这是国内首例采用钛合金3D打印技术进行下颌骨缺损个体化功能修复的病例，患者功能形态恢复理想。”

10.西京医院成功实施锁骨和肩胛骨3D打印假体植入
西安第四军医大学西京骨科医院骨肿瘤科郭征教授带领的团队，采用金属3D打印技术制备出与患者锁骨和肩胛骨完全一致的钛合金假体，并成功植入骨肿瘤患者体内，成为肩胛带不定形骨重建的世界首次应用，标志着3D打印个体化金属骨骼修复技术的进一步成熟。

11.中国12岁男孩植入3D打印脊椎

北京大学研究团队成功地12岁男孩明浩身上植入了3D打印脊椎。据了解，这位小男孩的脊椎在一次足球受伤之后长出了一颗恶性肿瘤。为了阻止癌细胞的扩展，医生不得不选择移除掉肿瘤所在的脊椎。不过这次的手术比较特殊的是，医生并未采用传统的脊椎移植手术，而是尝试先进的3D打印技术。

由于植入的3D脊椎可以很好地跟周围的骨骼结合在一起，所以它并不需要太多的锚定。此外，研究人员还在上面设立了微孔洞，它能帮助骨骼在合金之间生长，换言之，植入进去的3D打印脊椎将跟原脊柱牢牢地生长在了一起，这也意味着未来不会发生松动的情况。研究人员表示，这种植入物可以跟现有骨骼非常好地结合起来，而且还能缩短病人的康复时间。不过这里需要提醒的是，这种3D脊椎不是所有人能在家中打印出来的，因为其采用的原料是钛合金粉末，而这种粉末是不能直接注入到MakerBot等这样的3D打印机里使用。
12.半头人”植入3D打印头盖骨恢复面貌
2005年一场车祸，让甘肃平凉朱先生的头部严重损伤，颅骨被取掉近1/3，头部左顶颞侧严重凹陷畸行。陕西西安市长安医院用最接近人骨骼的原料，通过3D打印技术，打印出的一个头盖骨。手术非常成功，现在朱先生恢复往日面貌。

13.甘肃男子成功接收钛合金替代物植入手术
事38岁的甘肃籍男子周先生，在在非洲埃塞俄比亚工作时不幸意外遭到枪击，右下巴处严重受伤，致下颌骨缺损凹陷，牙齿也损坏了十几颗。这不仅改变了他的脸部外形，而且令他无法正常进食和说话。由于受伤时当地医疗条件有限，周先生只对伤口做了简单处理，之后便被安排回国接受进一步的治疗，

回国后，周先生被转入了西安红十字会医院，成功接受了下缺损颌骨植入手术。本次手术中所使用的下颌骨植入物 — 钛合金下颌骨正是由3D打印技术制作而成的。为了更直观地了解需要修复的部位，他们首先使用CT及X光得到的扫描数据制作出了周先生缺损下颌骨的3D打印模型，然后利用模型3D打印出一个一模一样的钛合金下颌骨，最后通过手术将其植入患者面部的缺损部位。这不仅会令患者的下颌骨完全恢复到以前的样子，而且能够避免了使用传统骨移植术后容易出现的移植骨坏死、局部感染等不良后果。
14.3D打印下颚骨植入患者体内

2015年底杨女士来到长沙解放军163医院就医，10年前杨女士因下颚骨癌变不得不切除下颚骨，用钛合金链条替代，从此就过上了没有下颚骨的生活，不但影响到外观，因为没有牙齿日常生活带来很多不便，直到今日来到163医院就是为了解决长久以来的困扰。

三位专家经过多日会诊，最终找到了六新智能通过TC照片利用3D打印技术为杨女士打印出1:1完全贴合骨骼轮廓的钛合金下颚骨并且可以安装牙齿，来完成下颚骨植入手术，三位专家通力合作经过4小时的奋战最终成功完成手术，术后杨女士仅用了1个月的时间就康复出院了，这在中国尚属首例。

15.西交大一附院完成首例3D打印钛合金肋骨植入手术

一位患者体内的恶性肿瘤与胸肋骨长在了一起，手术摘除就需要切断两根肋骨，为实现肋骨的精确重建，西安交通大学第一附属医院胸外一科采用3D打印肋骨模型对手术方案进行了详细规划、明确了最佳手术切口，并最终成功施行了3D打印钛合金肋骨植入手术，该手术为西交大一附院首例金属直接成型3D打印钛合金假体的植入手术。

该病人的右肺上叶鳞癌侵犯局部胸壁，已经达到局部晚期癌症阶段,各项检查未发现远处转移。为能打印出匹配患者的肋骨、避免出现胸廓塌陷等术后并发症，创导三维的工程师在医生的指导下，联合机械制造系统工程国家重点实验室（西安交通大学）团队，将患者CT扫描数据通过专业三维设计软件重建出来，并设计出精确的肋骨模型。

16.3D打印钛合金胸椎植入患者身上

患者的颈椎被长达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。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纪录。

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