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#患者#3D 打印钛合金胸肋骨植入物

北京联盟_原题是：3D 打印钛合金胸肋骨植入物
目的
使用 3D 打印技术制造钛合金胸肋骨 ， 并应用于大范围胸壁缺损的重建修复 ， 以期满足个性化、解剖学的胸壁重建需求并观察其临床疗效 。
方法
共纳入 13 例患者 ， 男 9 例、女 4 例 ， 年龄 46 （24～78）岁 。所有患者均使用 3D 打印钛合金胸肋骨植入物对胸壁缺损进行重建 ， 随访观察 1 年 。收集患者的人口学特征 ， 围手术期相关临床数据 ， 并对获得数据进行统计学分析 。
结果
6 例肋骨肿瘤、6 例胸骨肿瘤及 1 例胸骨化脓性骨髓炎患者最终纳入本研究 。所有患者术后均能维持胸壁完整性 ， 未发现反常呼吸现象 ， 达到了个性化及解剖学的修复目的 。胸壁缺损面积为（221.0±206.0）cm2 。13 例患者均顺利出院 ， 围手术期内无死亡 ， 2 例发生肺炎 。1 年随访期内 ， 未发生植入物断裂、移位、排斥、过敏等现象；1 例患者化疗后切口溃疡 ， 3 例患者术后 1 年内肿瘤复发 ， 其中2 例患者发生死亡 ， 12 例肿瘤患者 1 年复发率 25.0% ， 死亡率 16.7% 。
结论
3D 打印钛合金胸肋骨植入物是一种安全和有效的胸壁缺损重建修复材料 ， 可以满足个性化、解剖学的胸壁重建修复需求 ， 且临床效果良好 。
【#患者#3D 打印钛合金胸肋骨植入物】胸壁缺损可由多种胸壁疾病引起 ， 如肿瘤、先天畸形、辐射损伤和复杂的感染等 。由于上述疾病大多需采用手术方法切除病变及其累及的胸肋骨 ， 从而造成局部皮肤肌肉和骨骼的缺损 。目前的临床观点认为 ， 胸壁缺损直径>5 cm 时有必要使用硬质植入物重建胸壁 ， 以防止发生胸壁浮动、反常呼吸和/或呼吸衰竭 ， 肩胛骨后方的缺损直径>10 cm 时有必要对其进行重建 ， 但是目前尚缺乏高级别临床证据来证实上述观点[1-3] 。
目前临床中常用的胸壁重建材料包括钛合金材料（如 Matrix-RIB 系统和 STRATOS 系统）、合成材料（如甲基丙烯酸甲酯等） ， 补片材料（如聚四氟乙烯、聚丙烯）或生物骨骼（自体肋骨移植或生物肋骨） 。但是传统的胸壁重建材料目前无法满足现实的临床需求 。一方面 ， 常用的钛板、骨水泥、生物肋骨等材料需要在手术中临时制作 ， 解剖学和力学的适配性差；另一方面 ， 生物肋骨等材料取材有限 ， 难以实现量产和大范围缺损的修复 。因此 ， 临床中亟需开发新型的个性化骨性胸壁重建材料 。
近年来 ， 3D 打印技术在医疗领域内的应用越来越广泛 ， 尤其在骨科、颅颌面外科、胸外科等专业取得了良好的进展 。从医学角度来看 ， 患者的解剖结构和临床需求不尽相同 ， 批量生产的器械耗材具有完全相同的形状和尺寸 ， 不能满足每例患者的个性化需要 。利用 3D 打印技术 ， 为每例患者进行量体裁衣 ， 制定个体化治疗方案 ， 将使患者获得最大的益处 。新型 3D 打印胸肋骨植入物则根据患者解剖学特点构建植入物 ， 具有更优的解剖适配性 。我科室自 2015 年起利用 3D 打印钛合金胸肋骨植入物进行胸壁重建手术 ， 在临床中取得了满意的治疗效果 。
1 资料与方法
1.1 临床资料
从 2015 年 5 月到 2018 年 12 月 ， 共 13 例患者使用 3D 打印钛合金植入物完成胸壁重建手术 。所有患者术前均接受细针穿刺活检明确病理诊断 ， 同时接受头颅、胸腹部 CT、全身骨显像或正电子发射断层显像/X 线计算机体层成像（PET-CT）等检查 ， 排除其他器官转移 。对于拟行肌皮瓣转移术的患者 ， 需行肌皮瓣滋养血管造影或超声检查 。纳入的患者需满足预期胸壁缺损直径>5 cm 。胸壁缺损破坏了胸壁的完整性和胸腔压力的稳定性 ， 影响到患者正常的心肺功能 。术前应加强呼吸功能锻炼 ， 改善肺功能 ， 从而降低术后并发症的发生率 。
1.2 3D 打印钛合金植入物的设计与打印
所有患者术前需接受 64 排胸部增强 CT 扫描（GE Lightspeed VCT ， GE Healthcare ， Fairfield ， CT） ， 扫描层厚 1.0 mm 。将 DICOM 格式胸部 CT 数据导入 Mimics（version 17.0；Materialise Inc ， Leuven ， Belgium）软件进行模型构建；进一步将生成的 STL 文件导入 Geomagic Studio 软件（version 2012；3D Systems ， Morrisville ， NC）进行平滑处理和术前规划（图1） 。3D 打印植入物的设计方案由主刀医生和工程师共同制定 ， 所有植入物依据患者原始胸肋骨结构进行设计 ， 同时充分考虑肿瘤切除的边界原则和无瘤原则 。肿瘤切除边界距离肿瘤边缘>3 cm 以上 。因为在术前无法准确估计缺损的大小 ， 所以根据距离肿瘤边缘 3 cm、4 cm 和 5 cm 的预期切除范围将 3D 打印假体的尺寸设计为 3 种尺寸 。将上述设计的 STL 格式文件导入 EOS M280 型打印机（EOS GmbH, Krailling ， Germany）进行植入物制作 。该打印机应用医用级钛合金粉末 ， 利用激光烧结技术进行植入物制作 。植入物经过常规清洗及高温高压灭菌后应用于手术 。


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