3D打印實現(xiàn)腫瘤切除后個性化重建

骨腫瘤患者疾病情況個體差異大，關(guān)節(jié)周圍、脊柱、骨盆等部位手術(shù)難度大，腫瘤切除后骨缺損的重建一直是外科醫(yī)生面臨的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)重建假體的局限性日益凸顯。目前，骨腫瘤專業(yè)診療行為模式向精準化、個性化及數(shù)字化的方向發(fā)展，而山東大學齊魯醫(yī)院骨腫瘤科李振峰教授團隊正在這條道路上加速前進。

2023年8月，濰坊市于大媽因右側(cè)上臂腫脹疼痛一年多來山東大學齊魯醫(yī)院就診，經(jīng)過病史問診、影像學檢查和病理檢查，診斷為右肱骨軟骨肉瘤。由于腫瘤范圍超過了肱骨全長的3/4，腫瘤突破了皮質(zhì)骨形成巨大的軟組織腫塊，傳統(tǒng)手術(shù)方式是截肢術(shù)。

△圖片來源網(wǎng)絡

而李振峰主任為這個家庭帶來了新希望。李振峰同患者和家屬詳細溝通病情，介紹了目前3D打印定制超長肱骨節(jié)段半肩關(guān)節(jié)假體的優(yōu)勢，同時結(jié)合人工韌帶重建軟組織封套止點技術(shù)，確定了最終保肢手術(shù)方案。經(jīng)過充分的術(shù)前準備和精細的術(shù)中操作，成功完成了手術(shù)。于大媽術(shù)后4天出院，術(shù)后肩肘關(guān)節(jié)功能恢復良好。

在長期、大量骨腫瘤患者切除重建臨床經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，李振峰教授團隊利用3D打印技術(shù)改變了骨腫瘤切除重建的傳統(tǒng)概念，設計內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、力學特性、初始固定和后期融合界面等方面，打印出與骨缺損形態(tài)匹配并具有相應的力學強度的假體，重建腫瘤切除后的骨缺損。

據(jù)李振峰介紹，通過有限元分析輔助建模來測試假體結(jié)構(gòu)并進行優(yōu)化，可以最大限度地減少對覆蓋軟組織的刺激、應力集中和應力屏蔽，表面改性幫助軟組織長入，從而還原正常的解剖生理結(jié)構(gòu)。為了達到即時和長期穩(wěn)定的目標，生產(chǎn)具有復雜形狀和內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的植入物，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可控制在微米級別，多孔結(jié)構(gòu)可以促進假體與剩余骨接觸面的骨整合，促進早期骨長入，使假體擁有良好的機械生物學性能。“3D打印定制重建假體的準確性、穩(wěn)定性、安全性特點使腫瘤精確切除和個性化重建成為現(xiàn)實�！崩钫穹逭f。

據(jù)了解，山東大學齊魯醫(yī)院李振峰教授團隊設計開發(fā)了一系列的自主知識產(chǎn)權(quán)個性化骨盆、骶骨、髖關(guān)節(jié)、橈骨、脛骨、肋骨、股骨、肩胛骨等3D打印假體，部分假體專利已經(jīng)獲得轉(zhuǎn)化，發(fā)表SCI論文10多篇，眾多的骨腫瘤患者得以應用并獲益。該團隊長期從事3D打印方面的研究，經(jīng)過多年深耕，在3D打印生物型假體設計能力、假體生物力學評估和基礎(chǔ)研究水平等領(lǐng)域處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，填補了山東省3D打印假體應用空白，部分專利設計被推廣應用于國內(nèi)多家大型綜合性醫(yī)院。