3D打印可动人工颈椎重建神经功能

利用3D打印技术,打印可动人工颈椎,手术后让患者颈部可以活动自如——日前召开的陕西省科学技术奖励大会上,西安交通大学获得一等奖6项。其中,贺西京教授团队研发的“3D打印技术重建脊柱脊髓功能的临床应用与相关研究”受到广泛关注。

近年来,颈椎疾病的发病率较高,手术材料的优化一直是临床医生关注和创新的方向。当前,世界范围内临床应用广泛的传统颈椎融合手术为钛笼、钛板固定术,采用钛板为材料。其缺陷,是手术节段颈椎将永久丧失运动功能,术后患者颈部只能和肩膀一起转动,活动严重受限,影响生活质量。

“这一项目则是结合金属3D打印技术,开发出个性化穹窿顶钛笼式人工颈椎,创新性提出了椎体次全切术后可动人工椎体——椎间盘复合体植入、重建椎体运动单位功能的理念,研制出了可动人工颈椎假体和人工寰齿关节。”西安交通大学第二附属医院贺西京教授研究团队助理研究员蔡璇博士介绍,利用这一技术,人工颈椎假体与保留旋转功能的人工寰齿关节可以重建颈椎运动功能,使患者活动基本与常人一样。

按照通俗化理解,即该技术提出了一种“以可动固定代替融合”的设计思路,研发出一种由一个椎体和上、下两个中板组成的非融合假体,以金属3D打印替代了现有的钛笼和钛板,将它植入颈椎后,成功地保留了颈椎在各个方向上的运动。

不仅如此,传统的钛笼,在手术中由临床医生手工剪裁,边缘锐利、容易塌陷,且并发症多。“3D打印的个性化穹窿顶钛笼,精准度更高,降低塌陷率,提高了手术疗效。”蔡璇表示,这一技术消除了传统钛笼的锐利边缘,能精准适配颈椎解剖形态,同时增加了钛笼与椎体的接触面积,利于获得长期稳定性。目前,经过200余例的临床应用,获取的随访资料证实:钛笼塌陷等并发症的发生率,从大约90%降低到10%。

与传统的融合术相比,可动的人工颈椎成功地保留了颈椎侧屈及旋转的活动度、降低了邻近节段应力,并且能长期维持颈椎生物力学的稳定性,“这就为解决颈椎次全切、减压融合术后活动度丧失这一世界性难题,提供新思路。”

“可动的人工颈椎可以引领未来颈椎的发展方向,目前,该研究也代表了3D打印技术在医疗上应用的尖端水平。”2016年,课题组试行了世界首例可动人工寰枢关节置手术。术后,患者疼痛症状缓解,神经功能恢复,颈椎旋转运动得到很好的保留,且费用明显低于钛板。

目前,该项目的研究成果已在10余家三级甲等医院得到推广应用。研究团队还将继续进行材料的优化,以延长使用寿命。未来,该技术将广泛应用于临床,大大提高患者的生活质量。

文章来源:中青在线

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