四个医疗3D打印手术案例：从手指再造到胸骨重建

导读：如今，3D打印技术在医院中的应用越来越普及，从一线城市三甲医院到县城的医院，经常会有3D打印辅助医疗的案例被媒体报道，最近也比较集中。南极熊整理了几个近期的医疗3D打印案例，供广大读者学习参考。

案例一

北京积水潭医院：重度拇指缺损的3D打印再造手术

近日，北京积水潭医院手外科陈山林团队应用3D打印第一腕掌关节+掌骨技术，再次完成一例重度拇指缺损的再造手术。这例手术与去年 “定制化3D打印掌骨联合改良踇甲瓣技术再造可活动腕掌关节的拇指”手术相比，不仅难度升级，术式也是该团队首创。

患者张先生拇指完全缺损，大鱼际部分完全缺损，自大多角骨以远骨关节完全缺损，在分型上属于六度缺损，几乎是最重度的分型了。张先生坚决拒绝从髂骨取骨等其它传统方案，要求利用3D打印技术为他打印掌骨和关节。结合患者要求，经治疗组讨论，陈山林团队决定利用3D打印技术自体结合组织游离移植技术再造第一掌骨系列。

3D打印技术再造拇指并不是直接打印出一个拇指移植到手上，目前医学还无法达到这一步。这个技术的本质，是将双侧手的影像资料数字化，利用电脑软件将伤侧手缺损的部分在健侧手上标记出来，再通过镜影技术将再造所需的部分生成患侧的形状，用3D打印机打印出金属假体，再与自身组织移植结合，从而再造出所需要的人体部位。对于这个患者，需要打印的成分是第一腕掌关节及第一掌骨。

经过4个月的准备，反复改良设计，陈山林团队终于确定了最终方案。金属假体经3D打印、灭菌、封装，终于可以使用了，张先生也如期住进了医院。

经过一系列的手术，断蒂、移植、显微镜下血管吻合，随着最后一根血管成功吻合完毕，松开止血带后，再造的拇指及大鱼际皮瓣逐渐恢复了血液循环。历经12个小时的辛苦，终于成功地再造出了一个几乎以假乱真的拇指。虽然要发挥手的功能还需一系列艰苦的过程，但再造成功无疑是打下了最坚实的基础。

案例二

陕西中医药大学第二附属医院

3D打印辅助下植入经导管可回收主动脉瓣膜术

2022年11月5日，陕西中医药大学第二附属医院（西咸新区中心医院）心脏外科柏本健主任团队联合超声科及介入导管室技师团队，应用可回收经导管主动脉瓣输送系统，成功为一位78岁高龄主动脉瓣重度狭窄患者实施经导管主动脉瓣膜置换术（TAVR手术），手术历时1小时30分钟，术后患者恢复平稳，已顺利康复出院。

患者女性，78岁，因活动后胸闷气短十余年，加重伴间断胸痛一年余入院，既往糖尿病和高血压病史均20年。入院后心脏彩超检查提示主动脉瓣钙化并重度狭窄，冠脉造影显示冠状动脉轻度狭窄，被诊断为主动脉瓣重度狭窄。

术前讨论策略

1、三叶式主动脉瓣，瓣叶增厚，R-L交界疑似增厚粘连，轻度钙化，钙化主要沿无冠窦瓣缘分布，LVOT近似直筒型，预估假体瓣膜植入锚定难度适中，结合瓣环及瓣上分析尺寸，选择23mm型号瓣膜，可以保证充分锚定力且径向支撑性好。

2、左、右冠高度可，切线位测量，左窦瓣叶稍长于左冠开口下缘，结合瓦氏窦、STJ内径综合预估，冠脉阻挡风险适中，术中在瓣膜释放至工作位后进一步观察冠脉灌注情况。

3、左室内径偏小，术中密切关注血流动力学变化。

4、接近横位心，升主无扩张，主动脉弓宽度角度可，预估输送器可顺利过弓及跨瓣，弓顶部少许钙化分布，过弓时轻柔操作。

5、股-髂动脉走行适宜，内径可，腹主-髂总较多钙化分布，股动脉穿刺点位置附近无钙化，选择右侧股动脉作为主入路。

术前主动脉根部评估

冠脉评估

瓣上多平面分析

3D打印模型

TAVI是经皮介入瓣膜植入术的英文简写，意为通过介入的方法植入瓣膜，目前适用于病情比较重，且无法耐受外科手术的虚弱、高危风险的患者。TAVI手术不同于传统的外科瓣膜置换手术，无需做外科切口，也无需进行外科开胸手术，在不开刀的情况下，能够通过穿刺血管介入的方法，以导管的形式经过血管，把不同型号的介入瓣膜放入心脏。

案例三

南方科技大学医院：3D打印钛合金指骨假体植入术

因手指骨肿瘤手术切除后手指骨大块缺损，27岁的深圳市民吴先生 （化名）在南方科技大学医院接受了3D打印钛合金指骨假体植入术，重获一个外观正常、功能基本正常的手指，也重获了自信。

骨肿瘤切除术后手指骨仅剩1厘米

据吴先生介绍，9个多月前，他左手食指出现骨肿瘤，在其他医院进行了手术切除。手术截除了左手食指的大部分骨段，当时医生给他做了骨水泥临时填充重建手术。术后，吴先生的左手食指不能屈伸活动，且逐渐向中指一侧偏斜，同时出现了明显的萎缩变细，比之前缩短了2厘米。CT检查显示，此前骨水泥临时填充重建手术在术后发生了变化，吴先生的左手食指逐渐出现了明显偏屈畸形。

如何解决手指骨缺损的问题？吴先生了解到，传统的手术是取患者自身髂骨或其他部位骨骼进行植入，但考虑到自己才27岁，取自身大块的骨骼，这种术式可能影响自己以后的生活，他想寻找一种伤害更小的解决办法。

经多方打听，吴先生慕名来到南方科技大学医院。骨科医学部创伤骨科赵东升主任和3D打印医学部副部长裴延军认真研究，并制定出3D打印钛合金指骨假体解决骨缺损问题的详细手术方案。手术要把原来的骨水泥取出，用3D打印钛合金指骨假体代替，手术难度在于吴先生左手食指残留的骨段非常短，不足1厘米，假体和残留骨面的固定和愈合都不容易。

吴先生为材料学硕士，他对赵东升主任提出的手术方案高度认同，他知道钛合金假体非常适合做生物体植入。完善术前准备后，手术由赵东升主任和郑木平主任主刀，在全麻下进行，历时2小时顺利完成。术后，3D打印医学部副部长裴延军为吴先生定制了3D打印支具进行固定，保护手指，吴先生定期来门诊复查。目前吴先生对自己的手指外形满意，功能正在恢复中。人体骨折愈合通常需要3个月以上，3D打印假体的愈合需时可能更长，在此期间，支具的保护、适当的功能锻炼很重要。吴先生的手指有望获得具有满足日常需要的功能。

案例四

西安国际医学中心医院：胸部恶性肿瘤切除与修复重建手术

李女士早在1991年时，就被确诊过卵巢恶性肿瘤，实施切除手术后，顺利康复出院。后在2012年时又发现胸骨上长了一个肿块，她说：“2012年初期肿块只有黄豆大小，后期由于疼痛难忍，针扎一般，又去医院做了部分胸骨的切除手术。切掉的部分接了钢板暂时出院，但两年后又复发了，现在已经有了鸡蛋大小，而且还不断破溃流水。”现在她连洗澡都小心翼翼。破溃的创面持续流脓，肿瘤像一颗“不定时炸弹”绑在身上，随时有恶化的可能！

为了治疗复发的恶性肿瘤，他们寻求西安国际医学中心医院 整形医院院长 郭树忠教授团队的救助。郭教授团队中的整形外科主任王爱武，有多年修复重建经验，做了大量高难度修复重建手术，李女士一家几经辗转找到了他。

王爱武主任经过与胸科医院院长李小飞、胸腔外科主任崔凯会诊后，分析要想彻底根除李女士胸骨上的恶性肿瘤，就需要将整个胸骨、部分肋骨以及骨头表面覆盖的皮肤进行大范围切除。但这类手术难度、风险极大，切除后会导致纵膈、心包、双侧肺脏裸露在外，如不进行皮瓣移植及修复，将裸露的纵膈、心包、双侧肺脏包裹起来，李女士将无法生存。最终会诊结果确定为患者，行胸骨全切+双侧部分肋骨切除+3D打印人工胸壁置换术及背阔肌岛状肌皮瓣转移修复创面术。

上午胸外科首先将李女士的胸骨进行了全切除，没有了胸骨作支撑，心脏、肺脏、心包都处于外露状态，就像“房屋”缺失了“承重与外墙”，经不起一丝打击。

随后胸外科的医生们利用3D打印人工材料替代胸廓结构顺利为患者完成了置换。值得一提的是，西安国际医学中心医院对患者的骨修复，采用3D打印技术，制作出与患者解剖结构完全相同的植入材料，用力学结构接近人体皮质骨，具有重塑胸壁力学的显著特性，用国际上先进的聚醚醚酮（PEEK）材料为植入物，制作人工胸廓替代胸骨和部分肋骨。

△3D打印技术制作出的人工胸廓

整形外科主任王爱武、颌面整形外科副主任籍建华与颅颌面外科主任卫国强顺利接棒！

修复重建实际上是“拆东墙补西墙”，也是难度最高的手术之一。医生通过超声刀在皮下“打开”一个“隧道”，用于转移“腋窝胸背动脉穿支血管蒂”进行供血。这部分组织布满了密密麻麻无数神经血管小分支，需要逐一精准地剥离。

经过11小时的手术，李女士胸前的这块巨大组织缺损终于被顺利填补。患者经过一段时间的恢复，生命体征平稳，身体状况良好，即将顺利出院。

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（南极熊3D打印）

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