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株洲首次将3D打印技术应用到医疗领域

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【起因】

髋臼粉碎性骨折复位困难

7月初,邵东小伙小军(化名)不幸在高速公路上遭遇了一场车祸,右侧髋臼粉碎性骨折。近日,他被亲人送到了市中心医院创伤骨科就诊。

该院创伤骨科主任张锡平说,小军骨折移位复杂,手术难度大,在手术中进行复位比较困难,且很可能出现出血过多等情况。此外,必须要对移位骨折进行解剖复位,才能预防术后一系列并发症的发生。

张锡平说,他之所以有这个想法,是因为了解到3D打印技术已在北京、上海等地有成功应用于医疗领域的先例。

【实施】

3D打印技术到底如何辅助手术治疗?

“复制”一个患者的骨盆用来“练手”

那3D打印技术到底是如何辅助手术治疗的呢?

张锡平说,他们首先将小军的骨盆CT扫描数据处理后发送到3D打印厂打印出1:1比例的骨盆模型。这个骨盆模型,与小军体内的一模一样,包括受伤的位置。“通过模型,我们能非常清楚的了解骨折的类型、移位程度及方向。”

然后,根据模型,张锡平和他的团队制定了最合适、最有效的手术方案,比如手术从哪里“切入”、复位方法以及钢板形状、弧度、长度及螺钉植入方向、长度等。

最后,在3D打印技术的辅助下,手术成功实施,术后X线显示骨折复位非常完美。据介绍,3D打印应用于医疗领域在株洲市还属首次。

【效果】

手术成功实施,时间缩短了一个多小时

“在国外,术前医疗模型的使用已有很多年,在中国,随着技术的成熟,北京、上海等大医院也已将此技术应用到医疗领域。”张锡平介绍,术前医疗模型的使用,可提高医疗手术精确度,让医生能更直观地看到患者骨折损伤状态,从而优化手术方案。

张锡平还说,有了3D打印技术的辅助,整个手术时间也减少了,比往常的手术缩短了一个多小时,而且手术中出血情况也减少了。“以前手术过程中,我们是边做手术,边摸索,现在有模型可以提前‘演练’,在手术中也就更有底了。”

患者也能看到精确伤情,医患交流更顺畅

“有了这个实物模型,我们可以精确地知道患者的骨伤程度,以此进行手术方案设计,并且能让患者和家属对损伤程度一目了然,便于医患沟通交流。”张主任说,这个技术的应用对于缓解医患关系有一定的促进作用。这项技术虽然并不能完全替代传统的医疗技术,但作为传统医疗技术的有利补充,能为大多数患者提供“私人定制”。

【科普】

3D打印技术是怎么造物的?

3D打印又叫累积制造技术,是一种利用计算机的数字模型为基础,使用粉末状金属或塑料或者其他可粘合材料,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。与传统的机械制造主要通过削除材料完成产品的方式不同,3D打印可以简单地做成以前很多不太可能或者复杂无比的产品。

打印一个骨盆要多久?

昨日下午,记者来到市中心医院创伤骨科门诊“观摩”了下小军的“骨盆”。这个“骨盆”为乳白色,质地比较硬,表面很粗糙,仔细一摸,还可以感受到有细细的纹路。

为小军3D打印骨盆的深圳某公司负责人袁晓茂告诉记者,院方将小军的CT影像数据在没有被压缩和损伤,且保证完整的情况下,发送给公司,公司由专门的工程师进行数据处理,处理数据的过程可能需要十多个小时,甚至二十个小时,然后将处理出来的数据输入电脑内,再进行打印,模型最后在打印机中成型“出炉”。整个过程需要三天左右。模型越大,处理起来的时间将会越长。不过该公司并未透露材质是什么。

【展望】

未来或可打印一个可以直接移植的人体器官

3D打印已经广泛用于临床。比如打印假牙,或者完美吻合的牙套。2012年,日本的Fasotec公司开始提供腹中的胎儿的3D打印模型,可以让父母提前看到真实的孩子形象。

3D打印不光能打印器官,有朝一日也可以提高或者加强人类的能力,就像电影《机械战警》一样。普林斯顿大学的研究人员成功地使用水凝胶和小牛的细胞打印出一个人类的耳朵,在这个耳朵中,加入了由银纳米颗粒做成的电子天线。这个传感器可以接收人类耳朵听不见的频率。也许有一天,我们就可以装上这个耳朵,成了传说中的顺风耳。

此外,该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都已有所应用,并有望发挥更大作用。