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[陕西日报]创新+爱心,拯救了一个花季少女——西北首例植入3D打印椎体手术成功的背后

2018年01月31日 09:30    作者:岳丽颖    发布单位:唐都医院    发布范围:公开    阅读:

唐都医院骨科医生在为贺琳琳做手术

在父母和医生的鼓励下,贺琳琳小心翼翼地在医院病房的走廊上迈出步子

手术前,医生们认真查阅贺琳琳的CT影像,制订手术计划

孙嗣国利用模型向记者介绍贺琳琳的患病部位和病情

女孩小心翼翼地在医院病房的走廊上迈出步子,旁边跟着的父母、主治大夫用笑容和眼神鼓励着她,从隔壁病房走出来的一个中年男子惊讶得张大了嘴巴。

走廊尽头,耀眼的阳光从透明的通体玻璃窗照射进来,洒在女孩的身上。

“看这情况,过两天就能出院了。”主治大夫对女孩的父母说。女孩的嘴角露出了一丝笑容,在阳光下显得更加灿烂。

女孩今年12岁,名叫贺琳琳(化名)。两个月前,她还痛苦地躺在病床上下不了地,从父母和大夫闪烁其词的对话中,她隐约知道自己得了一种很严重的病,严重到以后可能无法走路了。她不知道的是,她得的这种病会导致瘫痪,甚至死亡。

突如其来的灾难

贺琳琳家在甘肃省庆阳市,爸爸是一名长途货运车司机,妈妈没有工作,在家专门照顾她和弟弟。虽然经济条件一般,但一家人过得和睦、甜蜜。

性格比较内向腼腆的贺琳琳,对体育运动却非常喜欢,尤其是跑步。2017年11月的一节体育课上,正在跑步的她突然觉得腿疼。父母带她到当地的医院,医生简单检查后说是长身体缺钙,让她吃点钙片。吃了大约两周的钙片,疼痛不仅没有减轻,反而越来越重。爸爸和妈妈又带着她到了银川市的一家医院就诊。2017年12月5日早上,经过磁共振检查,医生告诉他们,贺琳琳的腰椎有问题,而且很严重,必须得去医疗水平更高的大医院治疗。

当天中午,父母带着贺琳琳坐上了开往西安的火车,来到空军军医大学唐都医院。

唐都医院的门诊医生看过贺琳琳在银川医院拍的X光片后,立即让他们到骨科。在骨科,经过一系列严密细致的检查,最终确定贺琳琳患的是骨肿瘤,她脊椎上的一截椎体几乎完全被肿瘤包裹住了,椎体一旦病变,她首先会瘫痪,然后就是等待死神的降临。

这一结果犹如晴天霹雳,让贺琳琳的父母瞬间觉得天要塌下来了。他们无法把这个消息告诉躺在病床上的女儿,只能安慰女儿说病情并不严重,医生会治好她的病。

艰难的抉择

骨科医生根据术前诊断,确定贺琳琳椎体上生长的是一个恶性肿瘤。从手术效果来说,原则上肿瘤切除得越彻底,复发的概率就越小。因此,医生希望把发生病变的椎体和肿瘤一起切除,之后再去重建椎体。

唐都医院骨科教授孙嗣国知道,在一般情况下,医生把肿瘤切除之后,有两种方法做重建,第一种是做钛网,但钛网植入骨头之后,最大的问题是它的下沉率太高。把钛网放到两个椎体之间,由于支撑面积小,上面的椎体很容易沉到下面的椎体之中,脊柱因此会发生变形,孩子以后的行走仍然是大问题。第二种是选择人工椎体,这样接触面积比较大,下沉率要比钛网小很多,临床上应用比较多,但是人工椎体价格昂贵,仅仅椎体本身就得十几万元,还不算手术费用等其他费用,并且人工椎体只有几个固定型号,还不能进行定制,手术效果也不是很理想。

对于医生来说,不是单单考虑如何治疗,而且要考虑如何用最小的成本进行最为科学有效的治疗。这个家庭不富裕,人工椎体的价格远远超出他们家庭的承受能力。而采用钛网,病人只有12岁,钛网可能要在她体内存在非常长的时间,如果发生下沉,她脊柱的曲度就会有问题,也不是长久之计。孙嗣国和他的团队陷入了矛盾之中。

而对贺琳琳的父母来说,同样面临艰难的抉择。如果选择人工椎体植入手术,三四十万元的治疗费对他们普通的家境来说是一个天文数字。而用钛网或不做手术的后果,他们同样无法承受。

两种方案都存在难以克服的困难和问题,有什么办法既能少花钱又能医治好贺琳琳,成了唐都医院骨科迫切需要解决的课题。

精打细算下的大胆创新

在接下来的几天时间里,贺琳琳的治疗方案一直萦绕在孙嗣国的脑际。突然有一天,他灵光一闪,想到了以前和外省一个专家进行交流时,讨论过用3D打印人体器官植入的事例。

能不能试一试3D打印?孙嗣国动了这个念头。在遇到这个小女孩之前,他一直觉得现有的材料已经够用了,压根儿就没有想过用3D打印来完成这样的手术。这次病例比较特殊,一方面要解决钱的问题,一方面要想着解决它支撑功能的问题,所以需要打印一种特殊材料。通常医院用3D打印都是做模型,用来进行术前规划或者术中模板。

想法大胆,但到底能不能实施?以往假体主要是替代胸骨、肩胛骨、骨盆等非负重区域,像脊椎这样的负重区域从来没有做过。负重区域的假体是不是能够制作出来?它制作出来以后,能不能满足临床需要的各种特性?

带着这些问题,骨科医生李晓祥主动找到唐都医院3D打印研究中心的工程师。经过深入的研究探讨,明确打印技术可以满足要求,能在临床上使用,并且打印材料与现在临床应用已经比较成熟材料是一致的,安全方面不存在问题。

即便这样,骨科医生还是“不知足”。

“我们接下了这个难度比较高的工作后,骨科又来和我们谈价格问题。孙嗣国教授刚开始是抱着免费的态度和我们谈,李晓祥医生在和我们沟通时,反复说孩子家里比较困难,如果不做这个手术很有可能就会瘫痪,一辈子躺在床上。”3D打印技术研究中心主任曹铁生教授说,打印这种钛合金支架也是有成本的,最后经协商只收了成本。

对于贺琳琳的家人来说,3D打印材料的价格不到人工椎体价格的十分之一。当医生对贺琳琳的爸爸说用3D打印技术花费少,并且效果比较好,他毫不犹豫就同意了。

“在整个沟通过程当中,患者家属对我们非常信任,没有质疑。看他们的表情,很有可能听不懂,但能看出他们对我们很信任。”孙嗣国事后回忆说。

手术前的准备

在与贺琳琳父母沟通好后,唐都医院骨科医生和3D打印中心工程师就开始着手准备。

人的脊柱有一个正常的生理曲度。李晓祥经过测算后,对工程师提出生理弧度的需求。他们设计了一个防滑槽,增加上下接触的面积,降低下沉率,让这个假体能尽量稳定。此外,在假体上设计一些固定孔,可以将这个假体固定在脊椎上。

“设计者和工程师之间的沟通,主要就是针对临床需要什么,技术上能不能实现。这个工作难度挺大的,仅设计过程就用了将近两周的时间。”3D打印技术研究中心主任曹铁生教授说,由于考虑到椎体的曲度曲面,还有生理角度,他们需要用软件模拟出来以后,做力学仿真分析。

第一次沟通分析的时候,医生和工程师计划把椎体两边封口打印,然后直接植入。第二次沟通分析的时候,又认为应该将骨质连接起来,在手术当中准备植入的时候,在钛合金椎体中空结构中增添人工骨,以便将来和真的骨头相互连接,然后吻合。

两个星期中,医生和工程师进行了7次沟通和商讨,订了4次方案,才把最终方案确定下来。方案定下来后,3D打印技术研究中心为贺琳琳开通了绿色通道,仅仅用了3天时间,就将椎体打印了出来。

创新带来奇迹

1月5日,贺琳琳被推进手术室,为了这个手术,唐都医院骨科的医生用了一个月时间来准备。

手术进行了4个小时。首先要把肿瘤切掉,但手术过程中的出血是一个非常大的问题。一个小女孩术中出血量如果达到1000毫升至2000毫升,可能就会致命,所以手术前医生们就在考虑,怎么控制她术中的出血量。为此,他们查阅了大量的文献和案例,发现最有效的方法就是提前做栓塞。即从大腿根儿穿一根导丝,到达椎体肿瘤的位置。再做造影,看是哪一根血管给这个肿瘤供血,然后将给肿瘤供血的那一根或几根血管提前做栓塞。术前医生准备了2200毫升的血浆,因为当时预计她的出血量大概会在2000毫升。手术过程中,小女孩的出血量大概有1000毫升,可以说栓塞做得很成功。

做完手术回到病房,贺琳琳从麻醉状态中清醒过来以后,听到孙嗣国告诉她明天就可以下床走路时,她“哇”的一声就哭了起来。此前,她已经在床上躺了大约有两个月的时间,她一度以为自己再也走不了路了。

1月19日下午,当记者在住院病房见到贺琳琳的时候,她躺在病床上和家人有说有笑。为了向记者展示手术的效果,她主动下床在病房走廊上走了一圈。大概50米的楼道,她走得小心翼翼,虽然步伐不大,但看起来和正常人走路没什么大的区别。

“对我们来说,这就是个奇迹。”贺琳琳的爸爸激动地说,从来到唐都医院到现在孩子能下床走路,整个过程中,所有医务人员都尽心尽力,让他们非常感动。

为了感激骨科的大夫们,贺琳琳的爸爸特意制作了4面锦旗,分别赠给了唐都医院骨科、骨科主任、主治医生、住院医生。

“他看起来想给我们骨科每个人都送一面锦旗。”孙嗣国笑着说,这是唐都医院首次将3D打印材料植入人体负重区域,在西北地区是首例。现在,贺琳琳走路已经不存在问题了,她还可以进行一些正常的活动。

“半年之后,她就可以跑步了。”孙嗣国信心十足。

1月25日,记者从唐都医院获悉,贺琳琳已经出院了,她和父母在23日下午就坐上了回家的列车。

短  评

生命因关爱而美丽

从绝望到期望再到惊喜,贺琳琳在短短的3个月时间里,经历了人生的大起大落。对于一个只有12岁的女孩来说,这段经历必定会让她铭记终生。

创造生命奇迹的,不仅仅是现代医学技术,更是温暖人心的关爱。对于唐都医院的医生来说,贺琳琳只是他们面对的众多患者中间的一个,没有亲朋关系,没有特殊背景,甚至连正常治疗所需要的费用都无法支付。贺琳琳有的,是对生命的渴望、对健康的向往、对未来的期盼,贫寒的家境使得她更需要来自社会的关爱与帮助。

唐都医院的医生们给予了贺琳琳关爱与帮助。从常理来说,作为医生,他们只需要向患者介绍成熟的治疗方案,分析利弊,让患者选择即可。但为了尽量减少贺琳琳家庭的经济负担,取得最好的治疗效果,让她以后的漫长人生更有质量,医生们费尽心力,苦思冥想,勇于创新,多方协调,终于寻找到了符合贺琳琳家庭实际的最佳治疗方案。为了一台本来并不复杂的手术,医生们进行了一个多月的精心准备,对每一个细节进行完善、对每一项花费精打细算,待患者如亲人。

医学教育家张孝骞说过,医务工作者除了要有过硬的业务技术外,更要有一颗全心全意为人民服务的心,这是基本的、必备的条件。唐都医院的医生们,用自己的实际行动,诠释了德才兼备的内涵,展现了人民医生的良好形象。

医生是一个救死扶伤的职业,也是一个考验操守与良知的职业。在严肃平静的外表下面,医生有着对每一个生命的热爱、对每一个患者的关心。正因为承担着责任,充溢着关爱,医生这一职业才愈显庄严与高尚,医疗事业才能不断进步与发展。

3D技术将给医学和患者带来更多惊喜

唐都医院3D打印研究中心利用3D打印技术打印病人患病部位模型。

日前,空军军医大学唐都医院骨科孙嗣国教授团队利用3D打印人工椎体植入手术拯救了一个花季少女,这个手术案例是西北地区首例,对于今后西北地区乃至全国的人体负重骨组织置换治疗都具有重要的借鉴作用。就像孙嗣国教授所说,骨科未来的发展一定是微创化、智能化、数字化,要达到精准治疗,离不开3D技术的辅助。

医学和工科的结合已经成为医疗技术获得突破的重要方向。空军军医大学唐都医院3D打印研究中心的曹铁生教授,曾指导多个外科科室先后完成3D打印钛合金胸骨置换术、3D打印胡桃夹支架植入术、3D打印钛合金肋骨植入术、4D打印气管外悬吊支架植入术等多项世界首例3D打印技术与外科联合的手术。可以说,随着3D打印技术在临床医学的应用与普及,将为医生提供更高效的诊疗手段,在减轻患者痛苦的同时降低成本和治疗风险。

3D打印专业的术语是“增材制造”(Additice Manufacturing),是指通过层层叠加粉末状金属或塑料等可黏合材料制造实体的技术。相较于传统制造方式,它更适合制作小批量定制化的产品。我们较为熟悉的可能是3D打印的汽车、玩具、机器人等传统的制造业应用,多涉及模型制备、工业设计、零部件制造等领域。

从上世纪90年代中期,3D打印技术就已经开始在生命医学科学领域应用,到目前为止,其经历了4个发展阶段:体外模型与器具、个性化假体与内置物、可降解组织工程支架以及器官打印。从非生物相容性到生物相容性,从不可降解到可降解,从非活性到活性,3D打印技术在医疗中正逐步发展为个体化和精准化。

随着3D打印技术的逐步成熟,其在医疗领域特别是骨肿瘤个体化重建领域有更为广阔的临床应用前景。依据国家增材制造委员会的规划,2025年3D打印行业将推动个体化替代物全面进入临床应用,届时90%的骨质替代物实现个体化修复。同时,增材制造再生组织(血管、骨组织等)部分进入临床应用。而3D打印技术在药理模型中也将获得大量应用,包括个性化药物、细胞打印、加速药物研发等等。

3D生物打印技术的产生和临床应用的发展,无疑是医学和患者的福音。如今等待器官移植的病人甚多,据估算,中国每年因终末期器官衰竭而苦苦等待器官移植的患者约有30万人,但是每年器官移植数量约1万例。由于器官捐献有限,绝大部分病患只能长期等待,一些人因得不到及时移植而失去生命。随着3D生物打印技术的进一步发展,在不久的将来,如果能够打印出患者所需的各种人体器官,那么将有无数患者获得新生,这对于他们来说,是科技发展带来的重生。

当然一项前沿科技事物的产生,必须经过长期的探索和研究,3D生物打印技术仍然处于不断提高完善的过程中。比如要让打出来的细胞能够存活并建立起自己的营养系统,目前已成为多个科研机构正在攻克的难题。孙嗣国教授、曹铁生教授合作完成的这例手术,不仅证明了将3D打印技术应用于医疗领域是具有安全性和可行性的,而且能够获得很好的疗效。当下,科技创新已成为一个城市的核心竞争力,作为一个跨时代的技术创新,3D生物打印技术有理由让政府为其研究与发展提供帮助。这样做不仅有益于科技发展,也有益于生命保护。

来源:1月29日陕西日报13版

http://esb.sxdaily.com.cn/sxrb/20180129/html/page_12_content_000.htm

责任编辑:张晓亮

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