华钛三维3D打印钛合金骶骨骨盆组合式假体植入手术成功

华钛三维3D打印钛合金骶骨骨盆组合式假体植入手术成功，患者重获站立行走机会

古有女娲炼五彩石补天，今有医学用3D打印骨盆，渗透在生活方方面面的3D打印，又一次用它的强大实力，突破了我们的想象。

2018年12月21日凌晨12点，南方医科大学第三附属医院骨肿瘤科的李浩淼主任及其团队进行了18个小时手术，成功完成华钛三维首例骶骨骨盆超常规巨大肿瘤的切除，并用3D打印钛合金骶骨骨盆组合式假体植入修复骨盆和骶骨的大面积骨缺损，实现骶骨骨盆超常规巨大肿瘤的个性化、精准化治疗。经资料搜索,未见国内外报道过如此巨大肿瘤的切除并用3D打印钛合金骶骨骨盆组合式假体植入修复手术。

2019年1月21日,在南方医科大学第三附属医院/广东省骨科医院骨肿瘤科先进的术后护理技术的照料下,病人身体状况正在恢复，终于达到了第一个小目标:可以坐起来了! 病人也燃起重走今后的人生路的信心！

骨盆环肿瘤手术是人类医学技术前沿的重大挑战

骨盆肿瘤，顾名思义就是发生在骨盆环上的肿瘤，人类的骨盆环由左右髋骨、骶骨和尾骨组成。过去，由于骨盆肿瘤的患病率远没有胃癌、肠癌来得高，故一直不为人们所知晓。近年来，人们对骨盆肿瘤的关注度越来越高了，原因主要有三点：一是骨盆肿瘤的手术难度高，风险巨大，以往是外科手术禁区；二是骨盆结构复杂，肿瘤位置常较深，难以被早期发现，多数患者在被确诊时,肿瘤已经长得很大，预后很差；三是骨盆肿瘤对患者生命和身心影响巨大，即使能够手术，术后的并发症很多、致残率很高。

骨盆环肿瘤的治疗难点主要体现在几个方面：

第一，骨盆重建难度大。骨盆位于人体上下肢的交界处，承载着躯干，连续着下肢，保护着内脏，局部结构复杂不规则，力学性能复杂。如何在切除肿瘤的同时，重建骨盆并能满足长期行走等活动的需要而不发生假体松动和断裂是一道难题。

第二，骨盆的血供又极为丰富，手术难度极大。仅如何控制术中大量出血一件事，对手术医生而言，就是一项极大的挑战。

第三，手术的并发症多。据统计，约70%的患者在术中和术后会发生各种各样的并发症，如出血、周围脏器损伤、伤口感染等。

第四，人类的骨盆是个封闭的“骨环”，正因为它的密闭，使得肿瘤能在其中肆意生长，而在体表却没有丝毫异常表现，以至于许多患者在被确诊时，肿瘤已经十分巨大，治疗难度极大。

患者李XX，患有骶骨恶性骨肉瘤，肿瘤迁延多年，体积巨大，侵犯整个骶骨、一侧半骨盆及对侧半骨盆的大部，即约3/4的骨盆环均被肿瘤侵犯。如不手术，患者必然无法存活；如选择手术，该巨大肿瘤远超一般的骨盆肿瘤的规模和难度，切除困难，切除后骨盆环残留仅有1/4，其骨盆环缺损的重建远超现有医学技术的能力，以前这种病例的手术的唯一可行方式是残忍的半身离断手术，是将患者腰椎以下全部截除，只留下上半身。该传统术式虽然工程巨大，但效果往往不尽人意，而且术后并发症很多，成功案例很少。

李浩淼主任带领其团队，经过反复研究，决定为患者实施超常规的巨大肿瘤完整切除手术，并针对患者的骨盆环缺损情况，量体裁衣的方式个性化定制设计骨盆环假体，利用3D打印技术精准制造出假体，最后在手术台上安装假体完成骨盆环缺损的修复。最终在彻底切除肿瘤的前提下，最大程度上保全患者的功能，将术后并发症降至最低。

华钛三维3D打印技术助力超常规巨大骨盆环肿瘤手术成功

手术前，李浩淼主任组织了全院多学科会诊。专家们讨论后，确立了手术切除巨大肿瘤的具体规划，并针对该病人的手术切除方式针对性个性化的设计假体：

一方面结合患者自身固有的体型和骨骼解剖结构；另一方面考虑手术规划的切除范围和残余的1/4骨盆环结构；同时设计了假体的调整空间以便应对术中的突发意外情况。并与华钛三维中外科学家团队密切沟通，在满足制造要求的前提下反复迭代，尽可能提高假体制造强度和精度。

华钛三维中外科学家团队，在满足临床医生要求的前提下，完成假体的设计细化、3D打印加工及后处理工艺，并完成反复的生物力学测试，最终完成定型。然后,华钛三维联合澳大利亚莫纳什大学增材制造中心,倍丰科技,易加三维,英国雷尼绍3D打印骨科应用中心等中外科学家,进行了近5个月的联合攻关,经过近100次试验,耗资数百万元,终于试制出符合要求的3D打印钛合金“腰椎+骶骨+骨盆”组合式假体,使手术顺利进行.

最终在手术台上，李浩淼主任团队成功按照术前规划切除完整的肿瘤，并利用3D打印假体重建了缺损的3/4骨盆环，成功保住了患者的臀部和双侧下肢，给患者创造了恢复生活能力的希望。

左：成功切除完整的骶骨和半骨盆肿瘤，约篮球大小

右：利用3D打印个性化定制假体重建骨盆环

3D打印新技术不仅为人类医学的前沿边界打开了“一扇窗”，更是为患者带来了“新的希望”。而这款3D打印钛合金骨盆环组合式假体产品，来自南方医科大学第三附属医院李浩淼主任团队和广州华钛三维材料制造有限公司，为中国医学科技超越发达国家，通往中国制造2025尽了洪荒之力。

华钛三维打造的3D打印钛合金组合式全骶骨假体

“一款好的医疗产品，必定是临床医生与产品工程师共同创造的结果。”朱献文告诉记者，3D打印钛合金组合式全骶骨假体能成功问世，首先得益于整个国家对科技创新的重视，最重要的还是临床医生与产品工程师之间的配合，是对病人量体裁衣般的设计与先进3D打印制造的无缝对接。

3D打印技术的应用

据朱献文介绍，3D打印使用的是具有良好的生物相容性钛合金材料，相比传统的锻造、铸造、喷涂等技术，它最大的优势是能够轻松实现复杂结构、特异结构和个性化设计的快速加工制造。此外，3D打印技术可以在钛合金植入物和表面构造类骨小梁结构，不仅有利于骨细胞的迁移和增殖，还可以促进骨与植入物可靠的整合。

“在骨科3D打印方面，我们完全依靠原创设计和技术，努力探索。”朱献文说，“这次与广东省骨科医院骨肿瘤科的合作,是华钛三维继2018年2月7日与南方医院脊柱骨科合作成功实施第一例3D打印钛合金人工椎体植入手术后的又一重大突破.华钛三维期待与更多的志同道合者一道,努力实现用高精尖技术造福大众的梦想.”

“过去，我们能想到，但做不到。而3D打印技术能让想象变成现实，所想即所得。”朱献文将形容3D打印技术“就如变魔术一样，各种个体化定制的3D打印产品都可以变出来。”

国产创新性医疗产品还能够在很大程度改变“看病贵”的局面。以骨科手术病人的医疗支出为例，由于我国骨科医用耗材的研发制造技术整理落后于发达国家，不得不承受技术垄断和贸易战封锁。目前50%～80%的费用花在进口医用耗材上。而现在我们有了3D打印技术，有望实现骨科医用耗材研发制造技术的弯道超车，从“技术跟跑者”变为“技术领跑者”，那么当大规模采用具有自主知识产权的国内产品时，或许就可以实现“优质低价”局面。

“有时候，传统与现代也许就是一墙之隔、一念之间。创新产品总会有它无可比拟的优势，但传统产品也将有它不可替代的地位，两者需要相互补充，才能为临床医生提供更为精准的解剖重建解决方案，才能提升患者的幸福感和满意度。”朱献文说。

广州华钛三维材料制造有限公司是广州市增城区根据自身发展的人才战略和经济发展战略而引进的第一个院士创业高新技术产业化项目，坐落于由国务院侨办和广州市增城开发区共建的华侨华人创业基地—增城开发区侨梦苑梦工厂。它是由“中国MBA十大精英人物”、“广东省十大杰出职业经理人”、“广州市创新英雄”、伦敦帝国理工MBA朱献文携手3D打印专业的澳大利亚技术科学与工程院院士联合创办，得到了广州市南粤基金天使投资，并获增城区创业领军团队资助，联合国际水平的骨科专家组成的3D打印应用机构,重点研发相关骨科手术工具和植入物（人工关节、创伤、肿瘤钛合金植入物），形成了“科工医”结合的产品研发平台。

南方医科大学第三附属医院骨肿瘤科李浩淼教授团队不畏艰辛，勇于创新，不断挑战骨肿瘤领域的难点和高峰，与国际领先水平同步，在恶性骨肿瘤保肢治疗、化疗、生物工程、骨缺损重建、脊柱、骶骨及骨盆手术后重建、骨转移癌治疗等方面均取得了令人瞩目的成就。近年来，该科攻克了一系列本专业领域临床治疗的重点与难点，相继完成了超常规多节段脊柱肿瘤en-bloc切除与重建、巨大骨盆肿瘤完整切除+半骨盆人工假体重建术、四肢恶性肿瘤保肢术等具有代表性和挑战性的手术，并在华南地区率先开展了3D 打印人工椎体植入重建术，取得良好的治疗效果。南医三院骨肿瘤科还与北大人民医院骨肿瘤科联合成立 "南北骨与软组织肿瘤诊疗协作中心"，代表了华南地区骨与软组织肿瘤诊断与治疗顶尖水平。