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案例
！3D打印鈦合金胸肋骨植入

發(fā)布時(shí)間：2022-08-18 12:56:46瀏覽：7156點(diǎn)贊：

目的

使用3D 打印技術(shù)制造鈦合金胸肋骨，并應(yīng)用于大范圍胸壁缺損的重建修復(fù)

，以期滿足個(gè)性化

、解剖學(xué)的胸壁重建需求并觀察其臨床療效。

方法

共納入13 例患者

，男 9 例、女 4 例

，年齡 46 （24～78）歲

。所有患者均使用 3D 打印鈦合金胸肋骨植入物對(duì)胸壁缺損進(jìn)行重建，隨訪觀察 1 年

。收集患者的人口學(xué)特征

，圍手術(shù)期相關(guān)臨床數(shù)據(jù)，并對(duì)獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

。

結(jié)果

6 例肋骨腫瘤、6 例胸骨腫瘤及 1 例胸骨化膿性骨髓炎患者最終納入本研究

。所有患者術(shù)后均能維持胸壁完整性

，未發(fā)現(xiàn)反常呼吸現(xiàn)象，達(dá)到了個(gè)性化及解剖學(xué)的修復(fù)目的

。胸壁缺損面積為（221.0±206.0）cm2

。13 例患者均順利出院

，圍手術(shù)期內(nèi)無(wú)死亡

，2 例發(fā)生肺炎。1 年隨訪期內(nèi)

，未發(fā)生植入物斷裂

、移位、排斥

、過(guò)敏等現(xiàn)象

；1 例患者化療后切口潰瘍

，3 例患者術(shù)后 1 年內(nèi)腫瘤復(fù)發(fā)

，其中2 例患者發(fā)生死亡，12 例腫瘤患者 1 年復(fù)發(fā)率 25.0%，死亡率 16.7%

。

結(jié)論

3D 打印鈦合金胸肋骨植入物是一種安全和有效的胸壁缺損重建修復(fù)材料

，可以滿足個(gè)性化、解剖學(xué)的胸壁重建修復(fù)需求

，且臨床效果良好。

正文

目前臨床中常用的胸壁重建材料包括鈦合金材料（如Matrix-RIB 系統(tǒng)和 STRATOS 系統(tǒng)）

、合成材料（如甲基丙烯酸甲酯等）

，補(bǔ)片材料（如聚四氟乙烯、聚丙烯）或生物骨骼（自體肋骨移植或生物肋骨）

。但是傳統(tǒng)的胸壁重建材料目前無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的臨床需求

。一方面，常用的鈦板

、骨水泥、生物肋骨等材料需要在手術(shù)中臨時(shí)制作

，解剖學(xué)和力學(xué)的適配性差

；另一方面，生物肋骨等材料取材有限

，難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和大范圍缺損的修復(fù)

。因此，臨床中亟需開(kāi)發(fā)新型的個(gè)性化骨性胸壁重建材料

。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

從2015 年 5 月到 2018 年 12 月

，共 13 例患者使用 3D 打印鈦合金植入物完成胸壁重建手術(shù)

。所有患者術(shù)前均接受細(xì)針穿刺活檢明確病理診斷，同時(shí)接受頭顱

、胸腹部 CT

、全身骨顯像或正電子發(fā)射斷層顯像/X 線計(jì)算機(jī)體層成像（PET-CT）等檢查，排除其他器官轉(zhuǎn)移

。對(duì)于擬行肌皮瓣轉(zhuǎn)移術(shù)的患者

，需行肌皮瓣滋養(yǎng)血管造影或超聲檢查

。納入的患者需滿足預(yù)期胸壁缺損直徑>5 cm

。胸壁缺損破壞了胸壁的完整性和胸腔壓力的穩(wěn)定性，影響到患者正常的心肺功能

。術(shù)前應(yīng)加強(qiáng)呼吸功能鍛煉

，改善肺功能，從而降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。

1.2 3D 打印鈦合金植入物的設(shè)計(jì)與打印

圖1　3D 打印鈦合金肋骨

a：胸骨

；b：植入物

1.3 手術(shù)方法及圍手術(shù)期處理

圖2　3D 打印胸肋骨植入物胸壁重建手術(shù)

a：粘液纖維肉瘤，侵犯左側(cè) 1～4 肋骨

；b：切除腫瘤后的胸壁缺損

；c：骨骼重建及胸膜重建；d：帶蒂的背闊肌皮瓣覆蓋創(chuàng)面

；e：前胸壁慢性化膿性骨髓炎

，累及胸骨及 1～8 肋軟骨；f：術(shù)中切除病變后的胸壁缺損

；g：骨骼重建及胸膜重建；h：術(shù)后手術(shù)切口外觀

術(shù)后第2～3 d 使用彈力繃帶對(duì)傷口加壓包扎

，松緊適度

，一般持續(xù) 2～3 周以上，避免早期加壓包扎影響患者呼吸狀態(tài)

。所有患者術(shù)前半小時(shí)靜脈滴注頭孢曲松至術(shù)后 3～4 d 預(yù)防感染

。術(shù)后立即拔除氣管插管，術(shù)后 6 h 后可進(jìn)流質(zhì)飲食

，術(shù)后第 1 d 即可下床活動(dòng)

。術(shù)后需常規(guī)每日換藥，觀察轉(zhuǎn)移肌皮瓣是否有壞死

。負(fù)壓引流管每日引流量<30 mL 時(shí)，可將引流管拔除

。

1.4 倫理審查

本研究經(jīng)過(guò)中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理批準(zhǔn)號(hào)：TDLL-2016196-450）

。且每例患者術(shù)前都簽署了個(gè)人知情同意書(shū)。

在本研究中

，通過(guò)對(duì)所有患者胸壁完整性

、是否出現(xiàn)反常呼吸、解剖學(xué)重建效果等指標(biāo)的觀察

，進(jìn)而判斷3D 打印鈦合金胸肋骨植入物進(jìn)行胸壁重建的有效性。通過(guò)對(duì)圍手術(shù)期（術(shù)后 90 d 內(nèi)）并發(fā)癥

，如植入物斷裂

、移位、排斥

、過(guò)敏

、肺部并發(fā)癥

、切口感染等指標(biāo)的觀察判斷其安全性。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）描述

，對(duì)于正態(tài)分布且方差齊性的計(jì)量資料組間比較采用獨(dú)立樣本 t 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn) α=0.05

。使用 SPSS 25.0 及 GraphPad Prism 7 軟件進(jìn)行分析

。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

表1 13 例患者的臨床資料

2.2 有效性及安全性評(píng)價(jià)

13 例患者均行胸壁病變擴(kuò)大切除術(shù)及 3D 打印鈦合金胸肋骨重建術(shù)，其中 5 例患者術(shù)后發(fā)現(xiàn)腫瘤與肺葉粘連而行肺葉楔形切除

，2 例行肌皮瓣轉(zhuǎn)移（采用背闊肌和胸大肌肌皮瓣）

。所有患者術(shù)后均能維持胸壁完整性，未發(fā)現(xiàn)反常呼吸現(xiàn)象

。術(shù)后通過(guò)復(fù)查 64 排胸部增強(qiáng) CT 掃描，并進(jìn)行三維重建可見(jiàn) 3D 打印鈦合金植入物與胸肋骨共同組成完整的胸壁結(jié)構(gòu)

，達(dá)到了個(gè)性化及解剖學(xué)的修復(fù)目的（圖3a）

。在圍手術(shù)期內(nèi)，2 例發(fā)生肺炎

，但經(jīng)抗感染及對(duì)癥治療后均好轉(zhuǎn)

。在術(shù)后 1 年隨訪中，13 例患者未發(fā)生植入物斷裂

、移位

、排斥、過(guò)敏等現(xiàn)象

。1 例患者于術(shù)后化療 2 個(gè)月后已愈合傷口皮膚出現(xiàn)壞死致胸肋骨植入物裸露

，后再次行手術(shù)取出植入物，并行背闊肌皮瓣轉(zhuǎn)移手術(shù)后傷口愈合

。

圖3　3D 打印胸肋骨胸壁重建手術(shù)后

a：胸廓三維重建；b：X 線正位片

；c：胸部 CT

2.3 影像學(xué)特點(diǎn)

2.4 生存分析

３討論

雖然3D 打印胸肋骨植入物在胸壁重建中可以滿足個(gè)性化和解剖性的修復(fù)需求，但仍存在一些缺陷

。首先

，3D 打印技術(shù)對(duì)術(shù)者和工程師的配合度要求很高。術(shù)者必須在術(shù)前充分評(píng)估病變的切除范圍

，在此基礎(chǔ)上還需對(duì)手術(shù)中可能遇到的意外情況充分預(yù)估，因?yàn)楝F(xiàn)有的 3D 打印植入物無(wú)法在術(shù)中調(diào)整其形狀和尺寸

。其次

，從材料物理屬性而言

，鈦合金等金屬材料具有較高密度，后期影像學(xué)檢查常常產(chǎn)生強(qiáng)烈的偽影

，對(duì)后續(xù)疾病的診斷和治療造成一定影響

。第三，因鈦合金材料具有較高的彈性模量

，因此會(huì)造成一定程度的限制性肺通氣功能障礙

。

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