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3D打印技术首次用于治疗股骨头坏死

2018-07-18 11:32:19 来源:科技日报

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  近日,空军军医大学西京医院骨科郭征教授团队,成功将具有渐变仿人体骨骼结构的钛合金支撑棒植入股骨头坏死患者体内,有效缓解疼痛症状,改善关节功能。根据检索,临床采用3D打印的仿生多孔支撑棒治疗股骨头坏死尚属全球首例。

  股骨头坏死发病率高 早中期干预很关键

  股骨头坏死是骨科临床常见而又难治的慢性疾病之一,据不完全统计,目前全世界股骨头坏死患者约有3000万人,中国约有400万人。该疾病早期多表现为髋关节周围隐痛、活动后加重,进一步发展可导致股骨头塌陷,最终只能更换人工关节。在股骨头坏死早中期进行临床干预,延缓或阻止股骨头塌陷是保髋的重要措施。

  以往对早中期患者主要干预方法为对股骨头进行钻孔减压,单纯减压虽能缓解疼痛症状,但由于坏死区缺乏力学支撑,可能会加快股骨头塌陷。目前国际上采用多孔钽棒进行支撑,但多孔钽棒治疗效果有一定局限。

  8年创新攻关 研发股骨头支撑棒

  针对股骨头坏死早中期干预极其关键的治疗特点,2010年开始,郭征教授团队即开展股骨头坏死早中期治疗研究,在1项国家重点研发、2项国家863计划和4项国家自然科学基金资助下,成功建立稳定的股骨头坏死大动物模型,并研发十余种不同构型和不同材料的支撑棒,获国家发明专利4项,在国际权威杂志发表多孔支撑棒相关研究11篇。

  郭征教授团队研发的支撑棒,创新性采用渐变仿人体骨骼结构和中心管道设计,渐变仿人体骨骼结构设计可代替或分担股骨头承重功能,使患者在正常行走的情况下,避免股骨头塌陷,有利于骨组织长入,与周围骨骼紧密结合增加力学性能。中心管道设计既可作为维持髓芯减压的通道,也可作为注射人工骨或其他骨诱导活性物质的通道,使注射的人工骨或骨诱导药物向股骨头坏死区域集中分布,促进新骨形成,修复坏死区域。

  体内植入3D打印支撑棒 微创精准治疗股骨头坏死

  来自陕西榆林的42岁李伟(化名),6个月前出现左髋关节疼痛,下蹲或劳累时明显加重。来到西京医院后,检查后确诊为双侧股骨头坏死,专家团队会诊后,决定应用系列创新成果,为其植入仿人体骨骼结构钛合金股骨头支撑棒。

  术前,西京医院骨科与西安维度生物科技、陕西东望科技联合设计,根据股骨头坏死区域影像资料,通过数字个体化设计,3D打印仿人体骨骼结构钛合金股骨头支撑棒。根据本次手术的主刀医生范宏斌教授介绍,手术全程微创,植入过程顺利,仅用时30分钟,避免了关节置换,实现了微创精准操作,节省手术费用。手术当天,患者髋关节周围疼痛症状明显缓解,术后一周关节功能恢复满意。

  据悉,该3D打印仿人体骨骼钛合金股骨头支撑棒已获国家发明专利,为股骨头坏死治疗提供了新方案,有望在不久的将来造福于更多股骨头坏死患者。

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