3D打印助力頸椎“換柱”——江西省人民醫(yī)院首創(chuàng)頸椎新術(shù)式

南極熊發(fā)現(xiàn)，3d打印打印在醫(yī)療上的應(yīng)用可謂是“風(fēng)生水起”，這項新興的技術(shù)在這個至人類有以來就存在的行業(yè)毫無不適感。傳統(tǒng)頸椎手術(shù)存在一個取舍的抉擇：是要固定的牢還是要術(shù)后活動性能好。好比魚與熊掌，二者不可得兼。9月30日晚，江西省人民醫(yī)院骨二科董謝平主任挑戰(zhàn)了世界醫(yī)學(xué)難題——頸椎前路雙側(cè)椎弓根螺釘固定，這次他運用3D打印技術(shù)，他設(shè)計的新術(shù)式完美的兼顧了牢固與靈活兩個特點，為這一尚處探索階段的手術(shù)方式提供了嶄新的解決方案。

術(shù)前患處

術(shù)后情況

這例手術(shù)的患者是一名從新余轉(zhuǎn)至江西省人民醫(yī)院的男青年，今年41歲，不明原因發(fā)熱，肩背疼痛，頸椎活動困難，在新余住院一周依然無法確診。

恰逢董謝平在新余會診，細看磁共振片發(fā)現(xiàn)了其上的蛛絲馬跡，診斷為第5、6頸椎結(jié)核。次日患者轉(zhuǎn)院到江西省人民醫(yī)院，進一步檢查發(fā)現(xiàn)病情進展迅猛，第5、6頸椎已明顯破壞失穩(wěn)，壞死組織凸向椎管擠壓脊髓。所幸經(jīng)抗結(jié)核治療后癥狀迅速緩解，不再發(fā)熱，肩背痛消失，僵硬的頸椎也能自由旋轉(zhuǎn)了，因此，擬定維持頸椎牽引并抗結(jié)核治療兩周后再行前路病灶清除植骨內(nèi)固定手術(shù)。

與患者頸椎1:1打印出的模型

私人訂制出的釘?shù)缹?dǎo)板

釘?shù)缹?dǎo)板貼合在頸椎（模型）患處

盡管五、六頸椎均還剩1/3的椎體尚未發(fā)生骨質(zhì)破壞，但卻已被結(jié)核的炎癥所浸潤，原本全為松質(zhì)骨的椎體更無法對螺釘提供足夠的握持力，因此，難以僅做頸5、6椎體的病灶清除和兩者間的植骨融合；不得不將頸5、6全長切除，并將其兩端的健康的椎間盤一并切除，用自體骨塊或鈦網(wǎng)加自體骨等填充缺損、支撐在頸4椎體下緣和頸7椎體上緣之間，另用鋼板固定于4~7椎體前緣，并在頸4和頸7椎體上各擰入兩枚約1.5cm的鎖定螺釘。

如此就必須犧牲兩節(jié)頸椎的運動單位進行長節(jié)段固定。但跨距過大的鋼板，其固定強度顯然不如短節(jié)段固定，固定節(jié)段越長，劣勢越明顯。長節(jié)段固定對頸椎的屈伸運動影響也更大，并且還可能因相鄰節(jié)段應(yīng)力集中而加速退變，甚至誘發(fā)相鄰節(jié)段的頸椎病等不良后果。

傳統(tǒng)術(shù)式用長節(jié)段鋼板固定，犧牲了頸椎功能

在看到患者復(fù)查的CT和MRI時，董謝平靈機一動——能否利用3D打印技術(shù)，設(shè)計并打印出一種植入物，利用前路頸椎椎弓根螺釘這種最堅強固定方式，僅進行C5、6兩節(jié)椎體之間融合的內(nèi)固定物呢？

想到此處，董謝平立即著手繪制出設(shè)計草圖，并與我國最早將3D打印技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床的蘇州云植醫(yī)學(xué)技術(shù)公司聯(lián)系，指導(dǎo)公司和本院骨科生物力學(xué)實驗室的設(shè)計人員，48小時后，就用鈦合金粉末打印出一款個體化定制的能“經(jīng)前路以雙側(cè)椎弓根釘固定的集人工椎體與鋼板于一體的新型植入物”，同時設(shè)計并用尼龍打印出了“引導(dǎo)精準(zhǔn)鉆孔與病灶截骨的鉆孔導(dǎo)板和截骨導(dǎo)板”，以保證具有軸線唯一、相互位置關(guān)系恒定的前路頸椎弓根釘?shù)赖娜斯ぷ刁w能按術(shù)前計劃精準(zhǔn)填入缺損的頸椎中，并被4枚椎弓根螺釘同時固定住。

3D打印出的人工椎體與鋼板一體化金屬植入物

驚人療效
眼見著病情在入住江西省人民醫(yī)院后迅速緩解，并親眼見到了董謝平用3D打印的金屬植入物和鉆孔導(dǎo)板與截骨導(dǎo)板所作的手術(shù)演示，患者劉先生充分理解了創(chuàng)新技術(shù)帶來的益處及風(fēng)險，爽快地在臨床研究知情同意書等授權(quán)文書上簽字，期待著手術(shù)的到來。

國慶67周年前夜，抗結(jié)核治療恰好兩周，手術(shù)在眾人的期盼中如期進行了。董謝平團隊將頸5、6椎間盤及相鄰椎體部分切除后，在殘留的頸5椎體上1/3與頸6椎體下1/3間嵌入人工椎體，經(jīng)人工椎體上預(yù)置的4個椎弓根釘孔向5、6雙側(cè)椎弓根內(nèi)各置入1枚螺釘。

術(shù)后病人一切正常，無任何神經(jīng)、血管、食道損傷的表現(xiàn)，3天后就拔除引流管，下地鍛煉了。影像顯示置釘位置良好，假體貼服骨面。劉先生父親表示，兒子恢復(fù)的很好，沒有什么大礙，“晚飯后居然一個人散步到八一橋下”了。

術(shù)中植入后情況

據(jù)南極熊了解，手術(shù)前，江西省人民醫(yī)院委托省級科技情報機構(gòu)進行了查新檢索，初步認定為世界首例。

2008年奧地利學(xué)者Koller提出了經(jīng)前路頸椎弓根釘固定的技術(shù)，以期獲得最大固定強度。但該術(shù)式手術(shù)難度極大——鉆孔定位定向、雙枚螺釘碰撞、釘板難以鎖定、假體高凸骨面等問題使得其難以在臨床中應(yīng)用?，F(xiàn)在以3D打印技術(shù)為代表的新興學(xué)科——數(shù)字骨科學(xué)為解決該問題交出了滿意答卷。

這項具有多方面原始創(chuàng)新的特殊的手術(shù)，跟蹤了一門新學(xué)科——數(shù)字骨科學(xué)；發(fā)明了一款新產(chǎn)品——前路椎弓根釘固定的人工椎體；創(chuàng)新了一項新術(shù)式——頸前路雙側(cè)椎弓根釘固定術(shù)；解決了一個新難題——頸前路椎弓根釘固定尤其是雙側(cè)置釘?shù)呐R床應(yīng)用；創(chuàng)立了一種新模式——病變脊柱“超短節(jié)段”重建理念；創(chuàng)造了一條新紀錄——48小時完成產(chǎn)品的設(shè)計與制造。

術(shù)后一周，患者頸椎功能恢復(fù)良好
董謝平表示：“3D打印不僅解決了精準(zhǔn)鉆孔、雙釘碰撞、貼服骨面等形狀結(jié)構(gòu)問題，其特有的制造方式更使得人工椎體具有接近人體松質(zhì)骨的低彈性模量，又有利于骨組織長入的仿真骨小梁結(jié)構(gòu)。這些生物學(xué)特性是傳統(tǒng)機加工制造工藝無法實現(xiàn)的。”

初次嘗試頸椎創(chuàng)新術(shù)式取得了滿意的效果，有理由相信經(jīng)過進一步改良，這一術(shù)式將得到更廣闊的應(yīng)用。手術(shù)的成功，病人的康復(fù)，是江西省人民醫(yī)院骨科學(xué)科強大臨床創(chuàng)新力的一次具體展示，也從一個側(cè)面體現(xiàn)了江西省人民醫(yī)院研究型醫(yī)院建設(shè)中結(jié)出的豐碩成果，請關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。

來源：江西省人民醫(yī)院新聞中心
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