随着放疗和化疗等抗肿瘤治疗技术的进步,恶性骨肿瘤患者的生存期不断延长。明确骨肿瘤周围的复杂解剖关系、准确完整切除骨肿瘤组织、有效重建骨肿瘤切除术后骨缺损可以减少骨肿瘤患者复发率及手术相关并发症发生率,提高骨肿瘤患者生存质量。3D打印技术的临床应用,可以实现骨肿瘤患者的个性化、精准化治疗。本文就3D打印模型、3D打印截骨导板、3D打印假体在骨肿瘤治疗中的应用情况进行简单介绍。
上图为术前患者MRI图像示跟骨存在溶骨性病变,计算机软件设计3D打印半跟骨假体。(来自参考文献3)
3D打印模型在骨肿瘤治疗中的应用
3D打印模型是以病变部位的影像学资料为基础,利用计算机软件设计,通过打印机打印的等比例实物模型。3D打印解剖模型可以用于明确骨肿瘤的边界及周围复杂解剖结构的空间关系,能够用于术前规划设计和模拟手术的过程。反复的术前模拟能够熟练掌握整个操作流程,默契的团队配合可有效减少术中操作时间。良好的术前规划设计能够显著降低术中神经、血管等重要解剖结构和脏器损伤的发生率。某些骨盆、脊柱等部位的肿瘤手术风险高,操作难度大,患者之间也存在个体差异,利用3D打印模型真实的反映了骨肿瘤病变,为更好的治疗提供了便利。
上图为一名胫骨骨肿瘤患者术前行3D打印模型,术中利用3D打印导板行骨肿瘤完整切除,利用同种异体腓骨移植重建骨缺损,行钢板螺钉内固定术。(来自参考文献1)
3D打印截骨导板在骨肿瘤治疗中的应用
对于骨肿瘤患者来说,术中准确完整切除病变可有效减少复发,避免对机体的过度损伤,关节周围肿瘤的精准切除能够最大程度保留肢体功能,降低对日常活动的影响。3D打印截骨导板的设计和临床应用能够显著减少术中C臂的透视次数,减少术中X射线暴露剂量,即使低年资的骨科医生也可独立完成骨肿瘤的精准切除。值得注意的是一般情况下设计的导板是紧贴骨骼设计的,所以术中要仔细干净地剥离骨骼表面的软组织,这样可以提高截骨的精确性和准确度。在胫骨远端、尺骨近端等特殊解剖位置,因软组织不容易发生形变,也可以设计贴附于皮肤的导板。
上图为一名股骨骨肿瘤患者,术前利用计算机软件完成3D打印模型创建,并设计截骨导板,术中利用导板完整切除骨肿瘤,行同种异体骨移植内固定术。(来自参考文献2)
3D打印假体在骨肿瘤治疗中的应用
目前临床上骨肿瘤切除术后骨缺损的修复方法包括包括肿瘤骨灭活回植重建技术、牵拉成骨骨搬移技术、膜诱导技术、异体骨重建技术、腓骨移植重建技术、新型生物材料重建技术、肿瘤假体等,各重建方法各有优缺点。假体重建具有能够实现早期活动、外形美观、长期稳定性好、术后功能恢复好等优点。3D打印假体个性化的设计符合“量体裁衣”标准,有助于改善解剖结构的恢复。3D打印假体匹配度更高,术中无需过多调整,可直接充填于骨缺损处,有利于机体功能恢复。
3D打印技术应用于骨肿瘤治疗的优缺点
骨肿瘤患者存在较大的个体差异,有时保肢治疗难度较大,3D打印技术为骨肿瘤的治疗提供了一个新的选择,弥补了传统治疗方案的许多不足,具有广阔应用潜力。目前3D打印技术所展现出来的优势包括可以实现良好术前规划设计,大大减少了手术时间,降低了手术操作难度,并发症发生率低,术后功能恢复良好,提高了骨重建的准确性,降低了假体不匹配的风险。当然3D打印技术临床应用仍处于早期发展阶段,也存在一定不足,比如3D打印材料有限,3D打印时间较长,3D打印成本较高,某些技术还不够成熟,许多研究仍处于初始阶段距离临床应用还有很长路要走。3D打印技术为解决一些临床难题提供了一个不错的研究思路,前景值得期待。
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