中国医生在骨科手术中又创造了一项新纪录，用3D打印技术为恶性脊索瘤患者人工定制了长达19厘米的钛合金脊柱，替换其因肿瘤切除的3节胸椎和2节腰椎。前不久，国家食品药品监督管理总局批准注册了我国第一个“3D打印人工椎体”产品。日前，首例采用该项技术的“私人定制椎体”手术获得成功，表明中国在医用3D打印技术领域，位居世界领先。

3D打印定制脊椎为患者带来希望

41岁的患者袁先生是“3D打印人工椎体”产品的首个受益者。日前，在北京大学第三医院（北医三院）接受手术，实现切除5节脊柱后、长达19厘米的大跨度重建。术后两周，袁先生便可下床活动。目前，他每天可独立行走较长距离，预计不久即能出院。

袁先生自述去年11月因腰疼就医，后被确诊为“脊索瘤”，一种罕见的恶性肿瘤，最后3节胸椎和前2节腰椎被肿瘤侵蚀，唯有切除能挽救生命。拿掉病变椎体后，如此长跨度的脊椎支撑重建，国际上也无先例。

袁先生告诉记者，他曾辗转北京、上海6家医院，获悉北医三院自2009年起，便致力于3D打印技术与骨科术后重建的跨学科研究，便打消了去国外求医问药的想法。

治疗方案设计者、北医三院骨科主任刘忠军介绍，患者的手术分为切除肿瘤和重建脊柱两部分。切除肿瘤是保命，但若没有脊柱重建，骨髓和神经便没了支撑，等同于瘫痪。

切除肿瘤，通过后方、前方两次手术完成。“类似于先后取出5枚戒指的后半个环和前半个环，”与刘忠军同台手术的北医三院骨科主任医师韦峰说，鉴于椎骨后方切除后重建的传统方案已较为成熟，3D打印内植物用于更为困难的椎骨前方切除术后的支撑重建。

5月6日，袁先生接受一期肿瘤切除手术，5节病变脊柱后方结构被取出，采用传统的椎弓根内固定技术，在病变相邻的正常脊柱上拧入螺钉。6月12日，二期手术将病变椎体的前半部分整体取出，再进行关键的“重建”，放入3D打印的钛合金内植物。

3D打印联姻医疗具诸多优势

能够避开神经和脊髓、将5节病变椎体完全切除的医院和医生，在中国寥寥无几，而切除后长达19厘米的大跨度支撑重建，在国际上也无先例。

在术后脊椎支撑方面，刘忠军介绍，传统上使用“空心圆柱体的钛网”作为植入物，但它是竖直的，不具备人体脊柱S形生理弯曲的特点，且稳定性欠佳，可能会出现塌陷、小幅移位，继而带来瘫痪的风险。再者，长达19厘米的“空心圆柱体的钛网”并无现成模型，即便制作也需要几十道工序，在不断寻求新方案的过程中，3D打印进入视野。

3D打印定制的人工椎体与自然椎体的形态和长度高度相仿，高度稳定，力学性能上优势显著，刘忠军说，“此外，人工椎体被制成类似海绵的‘微孔结构’，就像我们骨头中的‘骨小梁’，这样相邻正常椎体的骨细胞可以长入微孔，最终融为一体，实现骨整合。”

目前，中国国家食品药品监督管理总局批准注册的3D打印人体植入物，在中国仅有两项，分别是2015年获批的“3D打印人工髋关节产品”和今年5月获批的“金属3D打印内植物——人工椎体”。

骨科与3D的未来

北医三院骨科主任刘忠军最近几年参加各种学术会议时，经常随身携带各类骨头模型，现场演示讲解3D打印技术在医疗领域的优势及前景。

“临床上，几乎每个病例都有自身的独特性，需要因人施治，临床方案的设计能推动医生思考更多。”刘忠军说，在大跨度支撑方面，传统的钛网，可能会出现小幅移位、塌陷的现象，恰逢此时，3D打印技术进入了视野，可以做成任何形状、任何结构的产品。

基于几十年的骨科临床经验，刘忠军尝试跨学科、跨领域合作，经多年科研及临床观察，研制的3D打印人工髋关节产品、3D打印人工椎体产品相继获国家食品药品监督总局注册批准。

“骨科手术中的内植物，约占病人花费的2／3，若将3D打印全方位应用到骨科，并实现产品国产化，未来不仅可降低医疗费用，还可加速国产的产品更新换代。”刘忠军说。