全球第二例！83岁女性患者完成个体化3D打印多孔钽全膝关节翻修术

2018年4月20日，南极熊从重庆西南医院关节外科中心获悉，昨日中午，杨柳教授团队再攀医学高峰，顺利为一位83岁女性患者进行全球第二例个体化3D打印多孔钽全膝关节翻修术。手术历时2小时，患者也成功的成为全球首例电子束3D打印多孔钽应用于胫骨侧，同时也是全球首例激光3打印多孔钽应用于股骨侧全膝关节翻修病人。

△术前模拟假体、垫块植入

电子束3DP多孔钽临床应用使杨柳教授团队在国家科技部首批重点研发计划“个性化多孔钽增材制造和临床应用”迈出了坚实的一步。据南极熊了解，此次电子束的钽植入物由西安赛隆采用自主开发的Sailong S200设备打印。

△粉末床电子束选区熔化（Sailong-S200 SEBM system）设备

患者83岁女性，左膝置换术后10年余，疼痛4年，加重伴功能障碍2年，体格查体显示左膝活动范围屈伸0—70°，左下肢短缩约1.5㎝，X光片提示假体完全松动下沉，巨大骨溶解，AORI III型骨缺损，患者完全无法下地行走”。较第一例患者相比，此患者胫骨缺损更加严重并伴股骨严重骨缺损，目前市场上膝关节翻修垫块无法完全满足其要求。继续沿用“ITI（Image to Implant）”医生—工程师的医工交互平台，术前通过精准的三维CT扫描、三维重建，在计算机上建立患者骨骼形态，比对正常侧，模拟假体植入，依托关节外科实验室已经开展的数百例3D打印模拟临床经验，根据病人术前缺损骨骼状态及医工协作的讨论方案，3D打印重建出病人骨骼模型及垫块，并将垫块数据分别发送至电子束和激光多孔钽打印研发单位，为患者量身定制出修补严重骨缺损的专属3D打印多孔钽垫块。

△术前X片

△胫骨激光个性化3D打印多孔钽金属垫块

△股骨电子束个性化3D打印多孔钽金属垫块

杨柳教授介绍说：“这是世界上第一例电子束3DP多孔钽成功临床应用于TKA翻修手术，标志着我们国家重点研发计划“个性化多孔钽增材制造和临床应用（项目编号：2016YFB1101400）”项目取得突破性进展。标志着我国在3D个性化多孔钽垫块打印应用于膝关节翻修上已经开辟出一条成功的道路，是世界上同时掌握电子束和激光两种方法制造的国家。我们接下来的工作就是要把路修宽修好，不断地改进我们的测量技术及打印技术，让个性化3D打印多孔纯钽垫块更加精准的匹配患者骨缺损界面，减少手术时间，让复杂手术简单化。”

△胫骨、股骨个性化3D打印多孔钽金属垫块植入术后

△假体全家福

△术后c臂透视照片

国家为什么会将“个性化多孔钽增材制造和临床应用”作为重点研发计划？因为钽金属具有更佳的生物相容性和骨长入效果，更适合作为植入人体内的金属材料。然而目前全球学术界所报道的人体关节金属置入物均以钛合金为主，这是由于钽金属熔点非常高（超过3000摄氏度），超过目前市售金属3D打印机极限，无法实施钽金属3D打印。然而，西安赛隆已经攻克了这一技术难题，生产出钽金属3D打印多孔植入物，并且与重庆西南医院关节外科中心杨柳教授团队共同完成了本次临床植入手术。

△患者术后安返病房

此前，国外著名金属3D打印杂志METAL AM也曾报道该新闻，西安赛隆自主研发的电子束金属3D打印机Sailong-S200，已经制造出高密实度（99.08±0.04）和高孔隙率（孔隙率> 70％）的钽产品，以及Ti-6Al-4V和TiAl合金。西安赛隆于2013年成立，旨在将多孔金属材料国家重点实验室开发的技术商业化，其自主研发的SEBM系统运行功率为3kW，预热温度高达1350℃，可以成功打印熔点超过3000℃的钽金属。