3D打印技术在胫骨近端骨巨细胞瘤膝关节置换术中的应用

发布时间：2020-07-17 05:50

【摘要】：目的：探讨利用3D打印技术制作胫骨垫块配合膝关节假体在胫骨近端骨巨细胞瘤致胫骨平台大面积骨缺损的膝关节置换术中的应用。方法:选取从2015年8月到2015年12月在吉林大学第二临床医院就诊胫骨近端骨巨细胞瘤患者病例共4例(男1例,女3例,年龄35~68岁)行胫骨近端肿瘤整块切除及假体重建术。4例均经病理学证实为骨巨细胞瘤。原发性肿瘤1例。其他3位患者在先前的手术中施行刮除术,并有局部复发。其中一例(病例3)在刮除术后进行内固定。所有患者术前通过64层螺旋CT扫描获得患者双侧膝关节的影像数据(日本飞利浦公司)。(X射线管电流232 mA,管电压120 kV,层厚1 mm,重建间隔1 mm)。数据通过每个DICOM文件格式扫描输入到Materialise’s Mimics(14.0版本)三维重建软件中,进行三维重建和编辑排除杂质。结果被保存在STL的文件格式并导入Imageware软件(Imageware v12.1,EDS公司,美国)来模拟手术和设计定制胫骨近端骨块(图3.2)。通过三维重建(健侧)的镜像设计胫骨近端垫块,以确保相同的解剖学形态特征。然后,根据手术切除区域,通过手术仿真软件设计出模块的长度。设计完成后,将模型保存为STL文件,然后导入到3D打印机中。所设计的模垫模型,包括胫骨侧假体与延伸杆,都是1:1比例3d打印的。所有这些模型都是由光敏树脂制成的。术前,基于3D打印模型进行手术模拟检查模型的准确性.在术前通过光敏树脂模型进行手术模拟时,将其与胫骨近端假体结合在一起。由商业公司制造的最终产品,这是由中国食品药品监督管理局(CFDA)认证。3D印刷产品是由钛合金(Ti6Al4V)通过使用EBM技术合成。在快速成型过程中,假体表面产生网状多孔结构。经过处理后,就可以使用这种模块了结果:在这项研究中,个性化的3D打印的胫骨近端假体被成功地应用于治疗胫骨近端骨巨细胞瘤患者的手术中。根据功能评分结果,3D打印技术使手术操作更精确、更安全,对患者有好处。得益于3D打印技术,通过3D打印树脂模型观察病人的解剖结构的优点是显而易见的,我们利用3D打印技术实现手术可视化,通过使用由光敏树脂制成的3D打印模型,使得设计手术方案更容易,更安全。术中,个体化设计的胫骨近端假体更便于应用显微外科技术。(图3.5)利用3D打印技术的优势,对截骨块进行了改进,方便易于连接副韧带软组织,有助于重建膝关节稳定性,有利于个性体定制骨科医疗器械的设计和制造。这种基于3D打印技术的新兴外科技术可能会被广泛应用。3D打印技术是一种无需浪费原材料的制造技术,因此3D打印成本较传统工艺低。总成本约为制造传统假体成本的30%左右。制作3D打印定制假体所需的时间也比制造传统假体所需的时间短。综合起来,这些事实使这项新技术非常具有吸引力。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R738
【图文】：

重建术,骨巨细胞瘤,吉林大学,假体

图 3.1 该研究简要流程图选取从 2015 年 8 月到 2015 年 12 月在吉林大学第二临床医院就诊胫骨近端骨巨细胞瘤患者病例共 4 例（男 1 例，女 3 例，年龄 35～68 岁）行胫骨近端肿瘤整块切除及假体重建术。4 例均经病理学证实

最终产品,钛合金

然后，根据手术需要的切除区域，通过手术仿真软件设体的长度。最初的解剖模型是用多个几何图形对模型进行修，在第一个病例中，网状多孔结构是它在所有表面上产生软组，但很难通过有限的空间缝合。为了保持膝关节的稳定性，之体在水平面上设计了圆柱孔来连接副韧带。对于所有这 4 个体的中心设计一个垂直的圆柱形空隙，使胫骨假体的延伸柄确地穿过髓腔（图 3.3）。设计完成后，将模型保存为 STL 文导入到 3D 打印机中。所设计的假体模型，包括胫骨假体与延是 1：1 规比例 3d 打印的。所有这些模型都是由光敏树脂制前，基于 3D 打印模型进行手术模拟检查模型的准确性（图 3

印刷产品,药品监督管理局,商业公司,技术合成

胫骨侧假体的制作：在术前通过光敏树脂模型进行手术模拟时，将其与胫骨近端假体结合在一起。由商业公司制造的最终产品（AK 医药有限公司、中国），这是由中国食品药品监督管理局（CFDA）认证。3D 印刷产品是由钛合金（Ti6Al4V）通过使用 EBM 技术合成[28]。在快速成型过程中，块体表面产生网状多孔结构。经过处理后，就可以使用这种模块了（图3.2）

【参考文献】