世界首例！3D列印仿生多孔支撐棒治療股骨頭壞死獲得成功

科技日報記者 史俊斌 通訊員 任偉鋒 黨靖剛

近日，空軍軍醫大學西京醫院骨科郭征教授團隊，成功將具有漸變仿人體骨骼結構的鈦合金支撐棒植入股骨頭壞死患者體內，有效緩解疼痛癥狀，改善關節功能。根據檢索，臨床採用3D列印的仿生多孔支撐棒治療股骨頭壞死尚屬全球首例。

范宏斌教授進行支撐棒植入手術

股骨頭壞死發病率高

早中期干預很關鍵

股骨頭壞死是骨科臨床常見而又難治的慢性疾病之一，據不完全統計，目前全世界股骨頭壞死患者約有3000萬人，中國約有400萬人。該疾病早期多表現為髖關節周圍隱痛、活動後加重，進一步發展可導致股骨頭塌陷，最終只能更換人工關節。在股骨頭壞死早中期進行臨床干預，延緩或阻止股骨頭塌陷是保髖的重要措施。

以往對早中期患者主要干預方法為對股骨頭進行鑽孔減壓，單純減壓雖能緩解疼痛癥狀，但由於壞死區缺乏力學支撐，可能會加快股骨頭塌陷。目前國際上採用多孔鉭棒進行支撐，但多孔鉭棒治療效果有一定局限。

8年創新攻關研發股骨頭支撐棒

郭征教授介紹3D列印仿生多孔股骨頭支撐棒特點

針對股骨頭壞死早中期干預極其關鍵的治療特點，2010年開始，郭征教授團隊即開展股骨頭壞死早中期治療研究，在1項國家重點研發、2項國家863計劃和4項國家自然科學基金資助下，成功建立穩定的股骨頭壞死大動物模型，並研發十餘種不同構型和不同材料的支撐棒，獲國家發明專利4項，在國際權威雜誌Int J Med Sci, ACS Appl Mater Interfaces等雜誌發表多孔支撐棒相關研究11篇。

郭征教授團隊研發的支撐棒，創新性採用漸變仿人體骨骼結構和中心管道設計，漸變仿人體骨骼結構設計可代替或分擔股骨頭承重功能，使患者在正常行走的情況下，避免股骨頭塌陷，有利於骨組織長入，與周圍骨骼緊密結合增加力學性能。中心管道設計既可作為維持髓芯減壓的通道，也可作為注射人工骨或其他骨誘導活性物質的通道，使注射的人工骨或骨誘導藥物向股骨頭壞死區域集中分布，促進新骨形成，修復壞死區域。

體內植入3D列印支撐棒

微創精準治療股骨頭壞死

來自陝西榆林的42歲李偉（化名），6個月前出現左髖關節疼痛，下蹲或勞累時明顯加重。但一直沒有針對性治療，導致癥狀加重，走路也出現困難。來到西京醫院後，檢查後確診為雙側股骨頭壞死，病變壞死區域較大。專家團隊會診後，決定應用系列創新成果，為其植入仿人體骨骼結構鈦合金股骨頭支撐棒。

術前，西京醫院骨科與西安維度生物科技、陝西東望科技聯合設計，根據股骨頭壞死區域影像資料，通過數字個體化設計，3D列印仿人體骨骼結構鈦合金股骨頭支撐棒。手術由西京醫院骨科範宏斌教授主刀，由於病變破壞了股骨頭承重部位骨骼，壞死區域較大，除植入鈦合金支撐棒外，還聯合植入含骨髓基質細胞的人工骨作為填充。

根據本次手術的主刀醫生范宏斌教授介紹，手術全程微創，植入過程順利，僅用時30分鐘，避免了關節置換，實現了微創精準操作，節省手術費用。手術當天，患者髖關節周圍疼痛癥狀明顯緩解，術後一周關節功能恢復滿意。

據悉，該3D列印仿人體骨骼鈦合金股骨頭支撐棒已獲國家發明專利，為股骨頭壞死治療提供了新方案，有望在不久的將來造福於更多股骨頭壞死患者。

來源：科技日報 圖片由作者提供

編輯：劉義陽

審核：管晶晶

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