華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院（下稱：武漢協(xié)和醫(yī)院）骨科楊操教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功將自主設(shè)計(jì)、研發(fā)的新型無(wú)需植骨的激光3D打印多孔鉭金屬椎間融合器植入患者體內(nèi)用于治療頸椎病及腰椎疾病，為患者解除病痛。
這是世界首次使用無(wú)需植骨的3D打印多孔鉭金屬椎間融合器治療脊柱退行性病變的實(shí)例。該產(chǎn)品從設(shè)計(jì)理念、技術(shù)創(chuàng)新、臨床應(yīng)用等方面均取得了重要突破和進(jìn)展。
圖1?新型3D打印多孔鉭金屬椎間融合器設(shè)計(jì)圖及實(shí)物圖
傳統(tǒng)的脊柱融合手術(shù)使用不同規(guī)格的PEEK或鈦合金材料作為椎間融合器，然而這些材料生物活性低，界面骨長(zhǎng)入差，需要設(shè)計(jì)植骨倉(cāng)進(jìn)行大量植骨。
目前臨床上常使用自體骨或異體骨移植，使用自體骨移植，存在增加創(chuàng)傷及取骨區(qū)疼痛的并發(fā)癥，而使用異體骨移植，則存在排異反應(yīng)及價(jià)格昂貴的問(wèn)題，同時(shí)植骨倉(cāng)的骨整合需要1-2年的骨融合周期，導(dǎo)致融合器穩(wěn)定性及遠(yuǎn)期骨融合效果不確切。
針對(duì)此類臨床難題，楊操教授自主設(shè)計(jì)并成功研發(fā)出新型無(wú)需植骨的激光3D打印多孔鉭金屬椎間融合器。
一方面，這種鉭金屬椎間融合器不含植骨倉(cāng)，鉭金屬自身強(qiáng)大的骨誘導(dǎo)性以及多微孔的骨小梁仿生結(jié)構(gòu)可使周圍骨直接長(zhǎng)入融合器材料，避免自體骨及異體骨的使用，同時(shí)無(wú)植骨倉(cāng)的設(shè)計(jì)增加了材料與骨的接觸面積，使椎間融合器能夠與上下椎體實(shí)現(xiàn)緊密解剖型貼附，通過(guò)短期的界面骨長(zhǎng)入，即可獲得融合器的遠(yuǎn)期穩(wěn)定性，有利于患者快速康復(fù)。
另一方面，3D打印多孔鉭金屬椎間融合器更加接近人體正常骨質(zhì)的彈性模量，有效避免應(yīng)力遮擋導(dǎo)致的骨質(zhì)吸收，能夠?qū)崿F(xiàn)材料與人體骨質(zhì)的遠(yuǎn)期牢固骨整合效果，避免骨性不融合、斷釘、斷棒等并發(fā)癥的發(fā)生，進(jìn)一步增加手術(shù)安全性，提高手術(shù)效果。
首例頸椎臨床試驗(yàn)的患者為54歲女性，由于“頸部疼痛10年，伴雙上肢疼痛麻木伴無(wú)力1年”到武漢協(xié)和醫(yī)院骨科就診，被確診為混合型頸椎病。經(jīng)過(guò)專家團(tuán)隊(duì)會(huì)診討論確定手術(shù)方案后，楊操教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)2個(gè)小時(shí)手術(shù)，順利使用新型3D打印多孔鉭金屬椎間融合器完成顯微鏡輔助下頸椎前路減壓融合內(nèi)固定術(shù)。術(shù)后患者恢復(fù)滿意，脊髓壓迫癥狀明顯減輕。半年后隨訪，患者癥狀緩解，多孔鉭金屬椎間融合器穩(wěn)定。
圖2.楊操教授團(tuán)隊(duì)為頸椎病患者實(shí)施首例新型3D打印多孔鉭金屬椎間融合器植入手術(shù)
圖3 該例患者術(shù)前持物困難，術(shù)后第一天可正常寫字
首例腰椎臨床試驗(yàn)的患者為一名55歲女性患者，因“腰部及左下肢疼痛麻木4月”入院，診斷為腰椎滑脫（峽部裂）、腰椎管狹窄，楊操教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)順利使用新型3D打印多孔鉭金屬椎間融合器完成腰椎椎體間融合術(shù)，手術(shù)順利，術(shù)后患者恢復(fù)良好。
圖4 楊操教授團(tuán)隊(duì)為腰椎患者實(shí)施新型3D打印多孔鉭金屬椎間融合器植入手術(shù)
此次武漢協(xié)和醫(yī)院骨科楊操教授團(tuán)隊(duì)與跨專業(yè)科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)交叉融合，完成新型3D打印多孔鉭金屬椎間融合器植入手術(shù)，在世界范圍內(nèi)尚屬首次.
該新型3D打印椎間融合器由楊操教授設(shè)計(jì)發(fā)明，已申請(qǐng)發(fā)明專利，經(jīng)過(guò)前期大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、生物安全性評(píng)估后，經(jīng)倫理批準(zhǔn)后應(yīng)用于臨床；并跟國(guó)內(nèi)醫(yī)療企業(yè)合作，已經(jīng)拿到三類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊(cè)證。
楊操教授團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)致力于研發(fā)3D打印個(gè)性化仿生脊柱內(nèi)植入物，進(jìn)一步提升3D打印骨內(nèi)植入物的經(jīng)濟(jì)性和普適性，為廣大脊柱疾病患者解除病痛的同時(shí)，為我國(guó)骨科植入物醫(yī)療技術(shù)貢獻(xiàn)力量。
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