上交大醫(yī)學院附屬醫(yī)院王旭東《3D打印技術在顱頜面外科中的應用---潮流與思考》

2018年10月26日，由上海市人民政府指導、上海市經(jīng)濟和信息化委員會支持、上海市增材制造協(xié)會主辦的第三屆SAMA國際論壇暨2018世界3D打印年會在上海盛大開幕。吸引了來自中國、美國、英國、法國、德國、荷蘭、比利時、新西蘭、加拿大、日本、韓國、瑞典、埃及、土耳其、烏克蘭、瑞士、以色列等來自全球30余國近100位全球頂級專家以及近1000名參會代表出席。10月27日，同期舉辦了3D打印醫(yī)療應用論壇，來自國內(nèi)外醫(yī)療領域相關專家做了精彩分享。

上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院教授王旭東發(fā)表了《3D打印技術在顱頜面外科中的應用---潮流與思考》的分享。

從1995年開始了3D打印解剖模型的應用，舉個例子，這是19歲女孩子面部有個腫瘤，引起異常，同時可能引起眼睛的問題，打印了3D打印的頭模，進行了模擬手術，把對側的組織結構做了一個貼近的假體，然后做了翻膜的假體，然后通過導航技術，進行精準的安全的手術的切除，最后一張圖實際上腦膜的顯示，這是顱和面的聯(lián)合切除，通過精準的切除以后，通過個性化的假體做一個精準的安置頜面骨組結構的恢復，這是術前和術后，可以保證她的外形恢復她的功能。兩年半以后腫瘤切的很干凈沒有復發(fā)，外形上軟組織略有收縮。解剖模型用了兩次，一個是對于疾病的認識，第二個是假體的制造，翻膜技術的應用。

打印導板會成為一個常態(tài)化，科里基本上所有骨組織手術都用了三維設計。做的最多的是這樣的病例，叫頜骨畸形的病例，中國常見的是地包天的病人，需要把錯位的骨頭重新人工骨折以后移到正確的位置上，再進行一個鈦板的固定。這個過程當中要有依據(jù)的指導醫(yī)生在手術當中把骨頭放在什么位置。

所以有一個依據(jù)通過牙和牙的咬合位置作為移動的參考，電腦里面可以使骨頭進行移動，通過牙的互相關系，通過軟件的設計設計頜板，然后進行手術。這是應用，手術前和手術后得到了改善，功能得到了恢復。去年我們應用了將近823例的手術，利用3D打印導板。

還有人下巴比較小，可以做一個很簡單的手術，把下巴往前移，這個手術里就會有一個導板，導板指導我們怎么接骨，然后往前移到什么位置才可以更對稱，這個就有一個定位導板，這邊定位導板固定以后打一個接骨板就可以固定住了。這就是手術以后的情況，整個的面部就得到了改善。當然這個導板可以有各種各樣的，比如說這個下巴比較寬可以縮窄，下巴比較長可以縮短，這個就是縮窄和縮短的設計。這是一個前移的設計，通過不同接骨線的改變達到不同的需求，患者對自己的下巴可以有不同的要求。

大家知道韓國臉，顴骨的縮窄，這個是下頜角的切除，下頜角肥大的病人，通過手術以后，就完全變了一個人，身份證是要換的，這個是小下頜的病人，我們怎么利用3D打印技術指導我們的手術，這個也是我們從骨科學來的，我們應用牽張成骨技術，骨頭打斷，然后裝置不斷延長，骨頭就可以延長，我們用到頜骨上，頜骨用的比長骨多，因為血供比較好，效果可預測，所以我們反而應用比骨科多。

三維設計里面可以看到神經(jīng)如果損傷下唇就麻了會引起很多的問題，我們不斷的設計，模擬當骨頭延長以后達到什么樣的情況，然后我們設計導板，設計導板就可以指導我們進行手術，這就是手術安裝完以后在嘴巴里面露出兩個小頭，我們不斷的進行啟動牽引器，這個地方成骨，骨頭就延長了，下頜骨就延長了。我們還做牙齒擁擠的矯正，前面的照片這里是黑的說明沒有成骨，這里變白說明了骨質不斷的生成，這是5個月以后拆除以后，對比5個月前得到了翻天覆地的改變，然后我們繼續(xù)做矯正，在18個月之內(nèi)，不管從外形還是牙齒都得到了非常好的恢復病人也非常滿意。

這個可能是更稍微復雜一點，這個是頜骨腫瘤引起的缺損，這么漂亮的女孩子術前因為頜面部腫瘤，怎么把腫瘤既切干凈，又能恢復以后可以使她恢復到腫瘤之前的美貌，通過我們的設計，我們有一個導板先在電腦做一個腓骨重建下頜骨。可以保證外形，另外和重要的一點，我們頜骨的重建還要一個考量我們還要裝牙。頜骨重建當中有一個比較不一樣的地方，是我們需要咀嚼功能的恢復，要裝牙。而且頜骨周圍的軟組織包裹是很薄的，相對髖關節(jié)這么多的肌肉包住，對于我們來說只有很薄的口腔黏膜包括皮膚、肌肉是很薄的一層，如果3D打印金屬假體是需要更長的更深入的研究，目前為止我們還是用自體組織瓣修復，我們使她恢復了基本的面型。

頜骨缺損的時候用3D打印植入物可能存在很多潛在的風險，但是這個題目怎么實現(xiàn)，這個是我們根據(jù)我們的臨床的需求，對于頜骨畸形地包天的矯正要做手術，要人工骨折移到新的位置，在新的位置上進行接骨板固定，這個過程中如何控制頜骨的位置很重要，不同的頜骨位置帶來的是不同的面型。

剛才專家說的提到誤差是1.2毫米，對于我們來說不夠準，我們重新設計了這么一套系統(tǒng)，通過金屬的3D打印的技術，我們知道技術是怎么實現(xiàn)的呢？我們看一下這個病例，這個就是地包天的病例，我們要讓上頜骨前移，下頜骨后退，而且下頜骨會分成5塊重新整合，這個就是上頜骨往前移，這個是以骨表面作為參考的鈦合金打印的接骨導板，接骨導板有一個預設的釘孔，可以讓接骨導板貼合的放在頜骨的表面，同時有一條槽指導我們怎么接骨，方向是什么。在接骨的時候有效的提供更高的安全性。上頜骨往前移，往下降。前面我們看到過之前我們以牙齒關系作為參考，所以要把上下牙綁在一塊再彎鈦板，經(jīng)驗豐富的醫(yī)生彎接骨板的水平和差的醫(yī)生玩接骨板的水平就不一樣，鈦板是有彈性的，可能會讓位置不那么精準。因為前面有預設的釘孔，我們可以把上頜骨重新定位，而且進行固定，就去掉了一步重新彎接骨板非常依賴手術醫(yī)生的過程，也可以讓這個手術非常簡化，就像我們買了宜家的家具在家里安裝一樣。

下頜骨也是同樣的處理，最體現(xiàn)技術的是在下頜骨前部的手術，下頜骨通過5種顏色可以發(fā)現(xiàn)分為5塊，前面分三塊，兩種分兩塊，下面這塊還要往前移，如果用普通的接骨板的話，要求醫(yī)生技術非常高�，F(xiàn)在我們有3D打印接骨板有預設的釘孔，我們通過指導的截骨線截下來，然后這個是再定位的接骨板，然后把螺絲打上去，骨頭就到了我們設定的位置，精度實現(xiàn)是非常準的，小于1毫米的誤差。

我們自己有自己的打印，談一下感受，我們發(fā)現(xiàn)不同的設計當中，不同的打印機不同的打印原材料打印出來的導板變形率都是不一樣的，這點如果當你作為一個企業(yè)，你直接向醫(yī)院向醫(yī)生提供服務的時候可能就會碰到問題，也就是黃處說的這個責任到底是企業(yè)還是醫(yī)院的。

我只說這一點跟醫(yī)生相關的在這兩方面存在比較多的問題，比如說這是一個病人小下巴的病人，我們要給他做的是，這也是3D打印的鈦金屬，給他做上頜骨后退，下頜骨往前移，這是我們設計的非常漂亮的導板，手術也很順利，做完以后我們發(fā)現(xiàn)很奇怪，這個人牙齒有點咬不上，后來拍了片子，普通的X光片看不到，再看了CT都蠻好的，仔細一看我們發(fā)現(xiàn)這個地方有一個嚙合關節(jié)，如果我們張嘴的時候發(fā)現(xiàn)你的耳朵前面有一個會動的嘴巴一張，這個會出現(xiàn)凹陷這個就是嚙合關節(jié)，這個位置理論上再往后一點，這個往前走了，牙齒就咬不大好了，為什么出現(xiàn)這個問題，再回去我們看到?jīng)]有做手術之前，拍CT的時候就出現(xiàn)這個問題，所以這個問題出現(xiàn)在設計過程當中不管是技術人員還是審核方案的一生都沒有發(fā)現(xiàn)他的關鍵的位置沒有處在生理的位置上，在錯誤的位置上做了正確的設計，還是一個錯誤的結果，這個我想應該主要是醫(yī)生的問題。

另外一例病例，因為腫瘤切除半側牙都沒了，一半牙都沒了，時間長關節(jié)前移了，首先關節(jié)復位，然后再來通過鏡像回復頜骨形態(tài)，規(guī)劃做的非常好，各式各樣的導板，一系列的導板做得都很好，手術以后這是我們看到的，后來發(fā)現(xiàn)什么問題呢？也是同樣的問題，關節(jié)的位置沒有在應該有的位置上，又往前了，這是誰引起的，這是醫(yī)生引起的，所以有一個好的設計沒有一個正確的執(zhí)行也得不到一個正確的結果，這是我從醫(yī)生角度進行反思。

另外病例的選擇，醫(yī)生的資質，工程師資質，很重要的一點我想提醒的是作為這么一個所謂的導板與植物物3D打印真的要在臨床上應用，既要教工程人員技術人員怎么做醫(yī)學設計，我們要把工程人員帶到手術室看手術，讓他們理解手術，同時要教執(zhí)行手術的醫(yī)生怎么規(guī)范的按照你的手術導板來完成手術，這兩個缺一不可，缺了一個就可能達不到你想要的正確的效果，就不能充分體現(xiàn)我們3D打印技術的優(yōu)勢。

所以我想3D打印未來已來，但是應用的風險還是客觀存在，也是顯而易見可想而知的，所以如何進行醫(yī)工交互和合作是非常重要的。

來源：SAMA國際論壇