3D打印假体在骨肿瘤手术当中的应用

发表人：

曲华毅

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3D打印假体是近些年兴起的骨肿瘤科的主要技术之一。3D打印假体是一种以三维数字文件为基础，通常是CT的DICOM数据，运用粉末状金属等可粘合材料，通过逐层堆叠来构造体内植入物的技术。随着3D打印技术的逐渐发展，现在逐渐开始广泛应用于口腔外科、骨科等领域。

3D打印的流程。

首先使用软件对影像学资料进行分析和数字化处理并建立影像学3D模型；然后将模型的数据导入打印机，进行3D打印；将打印得到的假体模型进行处理和清洗消毒备用。骨科植入物中，3D打印材料主要是钛合金或者纯钛等金属粉末，这些材料也是现在骨科植入物最常见的材料，具有良好的组织相容性。

3D打印假体的优点。

1、独特的微孔结构有利于骨骼的长入以及整合。微孔结构是3D假体区别于其他植入骨的最显著特征。这种和宿主骨骨小梁类似的3D微孔结构，可以有效的诱导骨细胞的长入，达到金属和宿主骨骼的完美整合，可以有效的抵御张力、压力和扭转应力，降低远期松动、感染等并发症的发生。

2、假体设计的精确性有利于减少宿主骨骼的损失达到个性化定制的特点。定制的3D打印假体配合截骨导板使用可以达到肿瘤精确切除以及假体精确匹配的效果，达到假体微孔结构和宿主骨密切结合，有利于骨的长入；同时可以保留更多的正常的骨骼或者关节结构，最大限度的减少骨骼支撑或者活动功能的损失，保留良好的功能。

3、假体设计的多样性可以解决多部位的肿瘤切除和重建。3D假体用途广泛，可以广泛应用于四肢、骨盆、骶骨及脊柱等部位，满足不同部位肿瘤切除术后的重建需求。3D界面可以根据肿瘤的形状以及截骨位置作出不同的设计，满足不同骨骼部位的独特要求，达到最佳的重建效果。

3D假体在骨肿瘤领域的应用。

1、长骨中段骨缺损。既往长节段中段骨缺损往往使用中段的定制型假体或者灭活骨及异体骨，主要的问题是远期松动及骨骼整合过程慢等缺点。使用3D打印假体可以同时进行髓内固定和髓外固定，术后患者可以早期活动。骨骼3D假体的微孔结构可以长入整合，避免了远期松动及假体断裂等并发症，同时假体具有良好的强度，减少了异体骨和自体骨骨折的风险。

2、临近关节的中段骨缺损。既往这种类型的骨缺损最常见的重建手段是关节置换。但是随着3D技术的发展，使用短柄或者无柄的3D打印假体，可以保留关节周围正常结构，可以最大限度的保留关节的功能，术后患者可以有正常的关节功能和日常生活，患者可以正常的跑跳和剧烈活动。

3、特殊部位的关节融合术。踝关节结构复杂，主要功能是负重，进行成形术效果不佳，因此可以使用3D假体进行关节融合术。踝关节假体远端做成3D界面和距骨相融合，可以达到良好的负重效果。桡骨远端也是肿瘤好发部位，桡骨远端肿瘤切除后，主要是用腓骨进行关节成型，但是形状匹配不理想，术后经常会出现半脱位等问题，现在可以使用3D打印的假体进行关节成型或者融合术。

4、部分关节的关节成形术。肘关节重建需要有良好的关节活动度，需要满足能够触摸到头顶及会阴部等部位以满足日常生活的需求，因此进行关节融合并不适宜。以往的关节置换术功能并不十分满意，并且松动的发生率也比较高。多数情况下，肘关节肿瘤切除术后并不要求有特别大的负重功能，但是，需要有比较好的关节活动度。肱骨远端和尺骨近端的形态比较特殊，采用3D打印技术可以完全还原其结构进行关节成型术，术后关节功能比较满意。

总结

3D打印假体是常规关节置换术的有效补充。常规的关节置换术已经发展多年，其效果已经得到临床应用证实。但是，对一些特殊部位，使用3D打印假体可以有效的保留关节的功能，并且远期并发症更少。除了上述应用之外，3D打印技术也可以应用在脊柱肿瘤切除后的人工椎体、骨盆及骶骨肿瘤切除术后的重建等方面。在骨肿瘤手术治疗的过程中，3D打印技术这种区别于传统的定制型假体正发挥着越来越重要的作用。

病例一、胫骨中段骨缺损，保留两侧的关节结构，术后患者功能基本不受任何影响。