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西北首例植入3D打印椎体手术成功的背后的故事

时间:2018-01-30 09:04 来源:未知 作者:中国3D打印机网 阅读:

西北首例植入3D打印椎体手术成功的背后的故事

女孩小心翼翼地在医院病房的走廊上迈出步子,旁边跟着的父母、主治大夫用笑容和眼神鼓励着她。走廊尽头,耀眼的阳光从透明的通体玻璃窗照射进来,洒在女孩的身上。

“看这情况,过两天就能出院了。”主治大夫对女孩的父母说。女孩的嘴角露出了一丝笑容,在阳光下显得更加灿烂。

女孩今年12岁,名叫贺琳琳(化名)。两个月前,她还痛苦地躺在病床上下不了地,从父母和大夫闪烁其词的对话中,她隐约知道自己得了一种很严重的病,严重到以后可能无法走路了。她不知道的是,她得的这种病会导致瘫痪,甚至死亡。

突如其来的灾难

贺琳琳家在甘肃省庆阳市,爸爸是一名长途货运车司机,妈妈没有工作,在家专门照顾她和弟弟。虽然经济条件一般,但一家人过得和睦、甜蜜。

性格比较内向腼腆的贺琳琳,对体育运动却非常喜欢,尤其是跑步。2017年11月的一节体育课上,正在跑步的她突然觉得腿疼。父母带她到当地的医院,医生简单检查后说是长身体缺钙,让她吃点钙片。吃了大约两周的钙片,疼痛不仅没有减轻,反而越来越重。爸爸和妈妈又带着她到了银川市的一家医院就诊。2017年12月5日早上,经过磁共振检查,医生告诉他们,贺琳琳的腰椎有问题,而且很严重,必须得去医疗水平更高的大医院治疗。

当天中午,父母带着贺琳琳坐上了开往西安的火车,来到空军军医大学唐都医院。

唐都医院的门诊医生看过贺琳琳在银川医院拍的X光片后,立即让他们到骨科。在骨科,经过一系列严密细致的检查,最终确定贺琳琳患的是骨肿瘤,她脊椎上的一截椎体几乎完全被肿瘤包裹住了,椎体一旦病变,她首先会瘫痪,然后就是等待死神的降临。

这一结果犹如晴天霹雳,让贺琳琳的父母瞬间觉得天要塌下来了。他们无法把这个消息告诉躺在病床上的女儿,只能安慰女儿说病情并不严重,医生会治好她的病。

艰难的抉择

骨科医生根据术前诊断,确定贺琳琳椎体上生长的是一个恶性肿瘤。从手术效果来说,原则上肿瘤切除得越彻底,复发的概率就越小。因此,医生希望把发生病变的椎体和肿瘤一起切除,之后再去重建椎体。

唐都医院骨科教授孙嗣国知道,在一般情况下,医生把肿瘤切除之后,有两种方法做重建,第一种是做钛网,但钛网植入骨头之后,最大的问题是它的下沉率太高。把钛网放到两个椎体之间,由于支撑面积小,上面的椎体很容易沉到下面的椎体之中,脊柱因此会发生变形,孩子以后的行走仍然是大问题。第二种是选择人工椎体,这样接触面积比较大,下沉率要比钛网小很多,临床上应用比较多,但是人工椎体价格昂贵,仅仅椎体本身就得十几万元,还不算手术费用等其他费用,并且人工椎体只有几个固定型号,还不能进行定制,手术效果也不是很理想。

对于医生来说,不是单单考虑如何治疗,而且要考虑如何用最小的成本进行最为科学有效的治疗。这个家庭不富裕,人工椎体的价格远远超出他们家庭的承受能力。而采用钛网,病人只有12岁,钛网可能要在她体内存在非常长的时间,如果发生下沉,她脊柱的曲度就会有问题,也不是长久之计。孙嗣国和他的团队陷入了矛盾之中。

而对贺琳琳的父母来说,同样面临艰难的抉择。如果选择人工椎体植入手术,三四十万元的治疗费对他们普通的家境来说是一个天文数字。而用钛网或不做手术的后果,他们同样无法承受。

两种方案都存在难以克服的困难和问题,有什么办法既能少花钱又能医治好贺琳琳,成了唐都医院骨科迫切需要解决的课题。

西北首例植入3D打印椎体手术成功的背后的故事

手术前,医生们认真查阅贺琳琳的CT影像,制订手术计划。/梁沐摄

精打细算下的大胆创新

在接下来的几天时间里,贺琳琳的治疗方案一直萦绕在孙嗣国的脑际。突然有一天,他灵光一闪,想到了以前和外省一个专家进行交流时,讨论过用3D打印人体器官植入的事例。

能不能试一试3D打印?孙嗣国动了这个念头。在遇到这个小女孩之前,他一直觉得现有的材料已经够用了,压根儿就没有想过用3D打印来完成这样的手术。这次病例比较特殊,一方面要解决钱的问题,一方面要想着解决它支撑功能的问题,所以需要打印一种特殊材料。通常医院用3D打印都是做模型,用来进行术前规划或者术中模板。

想法大胆,但到底能不能实施?以往假体主要是替代胸骨、肩胛骨、骨盆等非负重区域,像脊椎这样的负重区域从来没有做过。负重区域的假体是不是能够制作出来?它制作出来以后,能不能满足临床需要的各种特性?

带着这些问题,骨科医生李晓祥主动找到唐都医院3D打印研究中心的工程师。经过深入的研究探讨,明确打印技术可以满足要求,能在临床上使用,并且打印材料与现在临床应用已经比较成熟材料是一致的,安全方面不存在问题。

即便这样,骨科医生还是“不知足”。

“我们接下了这个难度比较高的工作后,骨科又来和我们谈价格问题。孙嗣国教授刚开始是抱着免费的态度和我们谈,李晓祥医生在和我们沟通时,反复说孩子家里比较困难,如果不做这个手术很有可能就会瘫痪,一辈子躺在床上。”3D打印技术研究中心主任曹铁生教授说,打印这种钛合金支架也是有成本的,最后经协商只收了成本。

对于贺琳琳的家人来说,3D打印材料的价格不到人工椎体价格的十分之一。当医生对贺琳琳的爸爸说用3D打印技术花费少,并且效果比较好,他毫不犹豫就同意了。

“在整个沟通过程当中,患者家属对我们非常信任,没有质疑。看他们的表情,很有可能听不懂,但能看出他们对我们很信任。”孙嗣国事后回忆说。

手术前的准备

在与贺琳琳父母沟通好后,唐都医院骨科医生和3D打印中心工程师就开始着手准备。

人的脊柱有一个正常的生理曲度。李晓祥经过测算后,对工程师提出生理弧度的需求。他们设计了一个防滑槽,增加上下接触的面积,降低下沉率,让这个假体能尽量稳定。此外,在假体上设计一些固定孔,可以将这个假体固定在脊椎上。

“设计者和工程师之间的沟通,主要就是针对临床需要什么,技术上能不能实现。这个工作难度挺大的,仅设计过程就用了将近两周的时间。”3D打印技术研究中心主任曹铁生教授说,由于考虑到椎体的曲度曲面,还有生理角度,他们需要用软件模拟出来以后,做力学仿真分析。

第一次沟通分析的时候,医生和工程师计划把椎体两边封口打印,然后直接植入。第二次沟通分析的时候,又认为应该将骨质连接起来,在手术当中准备植入的时候,在钛合金椎体中空结构中增添人工骨,以便将来和真的骨头相互连接,然后吻合。

两个星期中,医生和工程师进行了7次沟通和商讨,订了4次方案,才把最终方案确定下来。方案定下来后,3D打印技术研究中心为贺琳琳开通了绿色通道,仅仅用了3天时间,就将椎体打印了出来。

西北首例植入3D打印椎体手术成功的背后的故事

唐都医院骨科医生在为贺琳琳做手术。/梁沐摄

创新带来奇迹

1月5日,贺琳琳被推进手术室,为了这个手术,唐都医院骨科的医生用了一个月时间来准备。

手术进行了4个小时。首先要把肿瘤切掉,但手术过程中的出血是一个非常大的问题。一个小女孩术中出血量如果达到1000毫升至2000毫升,可能就会致命,所以手术前医生们就在考虑,怎么控制她术中的出血量。为此,他们查阅了大量的文献和案例,发现最有效的方法就是提前做栓塞。即从大腿根穿一根导丝,到达椎体肿瘤的位置。再做造影,看是哪一根血管给这个肿瘤供血,然后将给肿瘤供血的那一根或几根血管提前做栓塞。术前医生准备了2200毫升的血浆,因为当时预计她的出血量大概会在2000毫升。手术过程中,小女孩的出血量大概有1000毫升,可以说栓塞做得很成功。

做完手术回到病房,贺琳琳从麻醉状态中清醒过来以后,听到孙嗣国告诉她明天就可以下床走路时,她“哇”的一声就哭了起来。此前,她已经在床上躺了大约有两个月的时间,她一度以为自己再也走不了路了。

1月19日下午,在住院病房见到贺琳琳的时候,她躺在病床上和家人有说有笑。为了向大家展示手术的效果,她主动下床在病房走廊上走了一圈。大概50米的楼道,她走得小心翼翼,虽然步伐不大,但看起来和正常人走路没什么大的区别。

“对我们来说,这就是个奇迹。”贺琳琳的爸爸激动地说,从来到唐都医院到现在孩子能下床走路,整个过程中,所有医务人员都尽心尽力,让他们非常感动。

为了感激骨科的大夫们,贺琳琳的爸爸特意制作了4面锦旗,分别赠给了唐都医院骨科、骨科主任、主治医生、住院医生。

“他看起来想给我们骨科每个人都送一面锦旗。”孙嗣国笑着说,这是唐都医院首次将3D打印材料植入人体负重区域,在西北地区是首例。现在,贺琳琳走路已经不存在问题了,她还可以进行一些正常的活动。

“半年之后,她就可以跑步了。”孙嗣国信心十足。

1月25日,从唐都医院获悉,贺琳琳已经出院了,她和父母在23日下午就坐上了回家的列车。

(责任编辑:中国3D打印机网)