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华钛三维3D打印植入物手术成功实施,这是未来趋势吗?

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-08

  2018年2月7日,马斯克的美国太空探索技术公司SpaceX的“猎鹰重型”火箭发射成功,这是该公司迄今为止最大、也是世界上最强大的运载发射系统,如果计划进展顺利,这枚火箭会将有效载荷送入火星轨道,包括火箭上负载的马斯克红色特斯拉跑车以及名为“星际人”的假宇航员。

  2018年2月7日,28岁的中国飞人苏炳添在德国杜塞尔多夫站室内赛中,以6秒43夺冠并再次打破亚洲纪录。继上月27日及3天之前分别跑出了6秒50和6秒47之后,这是苏炳添11天内第三次刷新亚洲2018赛季最好成绩,同时也第二度打破亚洲纪录。

  2018年2月7日华钛三维与南方医院脊柱骨外科联合澳大利亚技术科学与工程院吴鑫华院士领导的莫纳什大学增材制造研究中心合作的世界第一例3D打印个性化“人工椎体/椎间盘一体化“植入手术成功实施。不仅保住了病人的脊椎,还保住了其日后的活动能力。

  这次手术是广州华钛三维骨科研究中心(华钛三维骨科研究院)与南方医院联合澳大利亚技术科学与工程院吴鑫华院士领导的莫纳什大学增材制造研究中心合作的世界第一例3D打印个性化"人工椎体/腰间盘一体化"植入手术。南方医院脊椎及骨病外科郑明辉副主任医师在岭南名医陈建庭主任和朱青安教授指导下,与华钛三维工程师陆国赞合作构思设计,澳大利亚莫纳什大学增材制造研究中心主任吴鑫华院士团队进行了一个多月的个性化钛合金3D打印工艺研究,成功打印出符合病人要求的人工椎体/腰间盘一体化"植入物。这次手术的成功,标志着中国的3D打印植入物技术在骨科医疗领域达到世界先进水平。

  据了解,病人因脊椎肿瘤而坐睡不安,非常痛苦。而脊椎前有血管,后有神经,手术面临着很大的风险。但是作为本次手术主刀医生的郑明辉表示,这次”人工椎体/腰间盘一体化”的设计综合了南方医院脊椎及骨病外科多年的脊柱肿瘤手术的丰富经验,结合了病人的特殊情况,并由世界顶级的金属3D打印专家吴鑫华院士团队打印,对手术成功充满信心。

  为了更好的完成手术,陈建庭主任、郑明辉副主任医师等骨科专家与华钛三维的3D打印专家从2017年10月份开始筹备该手术。考虑到每一个病人的脊椎形状都存在差异,骨科专家认为用一个现成的标准植入物不大可能匹配病人的生理参数。医学专家和3D打印专家根据病人脊柱的CT扫描数据,为病人的脊柱建立了精准的3D图像。根据这个图像,治疗团队就能够设计并定制出属于病人的个性化植入物。为了使个性化定制的人工椎体与病人椎体之间更好的融合,手术实施前治疗团队先后设计了100多个方案,制作了数十个植入物的术前模型进行研讨。事实证明,手术最终使用的植入物是最适合手术和病人身体情况的。

  郑明辉医生表示,因外伤、肿瘤等因素导致的骨、关节损害,为治疗所建立骨支架必须借助弧型板、螺丝钉、人造骨及关节等,而这些植入物要长期留置于人体内,会受到人体的弯曲、扭转、挤压、肌肉收缩力等作用,所以要求植入物具有高的强度和韧性,研究与临床实例证明,在人体受力小的部位可以用纯钛,在人体受力大的部位可以用Ti-6Al-4V合金,完全可以满足人体植入物的要求。该3D打印人工椎体特殊之处在于其海绵状的微孔结构结合拓扑框架结构。有了这种内嵌拓扑框架金属“骨小梁”,既使相邻正常脊椎的骨细胞可以长入其中,最终实现骨融合,又保证了椎体的整体力学性能。

  该3D打印人工椎体特殊之处在于其海绵状的微孔结构结合拓扑框架结构。这种内嵌拓扑框架金属“骨小梁”,既有利于相邻正常脊椎的骨细胞长入其中,最终实现骨融合,又保证了椎体的整体力学性能。

  利用3D打印技术生产出来的人工椎体是完全按照患者的解剖结构完成脊椎结构重建及固定的, 装上一枚精准的、个性化的人工脊椎,患者康复后完全可以正常地生活和工作。过去这种手术常常是使用钛网内填入自体或异体碎骨作为椎体间支撑材料,但钛网一旦移位压迫脊髓,患者就会有瘫痪的风险。这次手术中的脊椎植入物内部具有经过力学优化设计的晶格结构,比传统钛网具有更强的承重力,金属3D打印可以直接制造出这样的复杂结构。

  最终在经历近八个小时后,病人的家属终于等到了好消息:人工椎体/椎间盘一体化金属植入物成功植入,手术顺利。由于病人术中出血量小,生命体征平稳,他不用进入ICU观察,直接回到了普通病房。“现在我们都很高兴,成功做出了世界首例人工椎体/椎间盘一体化金属植入物,病人今后可以与常人一样工作和生活。”郑明辉医生说。

  华钛三维骨科研究院研制的3D打印人工椎体将给更多处于病痛中的患者带来福音。同时,产品国产化后还将打破国外产品对高端市场的垄断,降低患者的医疗支出,并对推动整个3D打印产业的发展具有重要意义。

  广州华钛三维材料制造有限公司是广州市增城区根据身发展的人才战略和经济发展战略而引进的第一个院士创业高新技术产业化项目,坐落于由国务院侨办和广州市增城开发区共建的华侨华人创业基地-侨梦苑梦工厂。它是由“中国MBA十大精英人物”、“广东省十大杰出职业经理人” 、伦敦帝国理工MBA朱献文携手世界顶级金属材料及3D打印科学家、澳大利亚国家轻金属研究中心主任、澳大利亚技术科学与工程院吴鑫华院士联合创办,得到了广州市增城区政府基金-南粤基金天使投资, 联合国际水平的骨科专家组成的3D打印应用机构。华钛三维与一流骨科专家共建了“广州华钛三维骨科研究院”,重点研发相关骨科手术工具和植入物(人工关节、创伤、肿瘤钛合金植入物),形成了 “科工医”结合的产品研发平台。

  增城开发区侨梦苑

  左:中国MBA十大精英人物”朱献文

  中: 澳大利亚技术科学与工程院吴鑫华院士

  右: 南粤基金总裁曾金贤

  左1 广州市侨办冯广俊主任

  左2 广东省侨办雷彪书记

  左3 广东省副省长欧阳卫民

  左4 前国务委员戴秉国

  右1 增城区张火青书记

  右3 华钛三维创始人朱献文

  右4 国务院侨办裘援平主任

  华钛三维还与中南大学粉末冶金研究院联合研发3D打印碳纤维人工骨骼的同时,开发了医疗个性化定制云端应用系统。整套系统将作为广大医生创立应用3D打印技术的医工交流平台,配合广东省医师协会骨科技术培训工作委员会联手推广3D打印技术在医疗的应用,以造福大众。

  “华钛三维,打印健康”,华钛三维将用世界最先进制造(3D打印)方法研发生产国际水平的金属植入物,从而达到进口替代目的。华钛三维集一流“科、工、医”专家于一体,共同为人类健康事业做贡献。

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