唐都醫(yī)院應(yīng)用3D 打印PEEK植入體治療胡桃夾綜合征

來源： INTAMSYS 遠鑄智能

3D打印作為具有代表性的前沿技術(shù)之一，已被廣泛地運用在生產(chǎn)生活的方方面面，其應(yīng)用價值得到了各行各業(yè)的認可。醫(yī)療領(lǐng)域?qū)τ?D打印技術(shù)的巨大需求也逐漸顯現(xiàn)，3D打印技術(shù)日漸成熟背后帶來的是精準化 、個性化的醫(yī)療解決方案,這為醫(yī)療行業(yè)帶來了新的機遇。

尋找新的植入體材料成為需求
在醫(yī)療行業(yè)，金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在硬組織修復(fù)和置換領(lǐng)域，不銹鋼、鈦合金等金屬材料是傳統(tǒng)的硬組織植入體原材料。隨著3D打印在醫(yī)療應(yīng)用的推廣，PEEK材料慢慢在眾多醫(yī)用3D打印原材料中脫穎而出，這種材料有優(yōu)良的生物相容性，且易于加工塑形。與傳統(tǒng)植入物材料鈦相比，PEEK更具X射線透射性，及與骨骼彈性相近的優(yōu)勢。因其出眾的特性，PEEK在實際生產(chǎn)中已經(jīng)成為了鈦植入物最主要的熱塑性替代品。

圖源：唐都醫(yī)院

首次使用PEEK植入體完成胡桃夾綜合征微創(chuàng)手術(shù)
胡桃夾現(xiàn)象也稱左腎靜脈受壓，是由腸系膜上動脈及腹主動脈形成夾角“夾住”左腎靜脈所致,手術(shù)治療是能夠解除左腎靜脈壓迫、緩解癥狀最有效的治療方式。2018年,唐都醫(yī)院泌尿外科與空軍軍醫(yī)大學(xué)3D打印研究中心共同實施了世界上首次采用3D打印技術(shù)，使用PEEK人體仿生材料制造人體植入物的手術(shù)，開創(chuàng)胡桃夾綜合征治療的又一先例。PEEK打印過程中對環(huán)境溫度與噴頭溫度要求非常高，所以必須要求3D打印設(shè)備具備一個恒溫的環(huán)境，唐都醫(yī)院在PEEK打印探索過程中發(fā)現(xiàn)INTAMSYS FUNMAT HT 可以很好的滿足醫(yī)療打印PEEK的需求，主要受益于FUNMAT HT具有可達90℃的腔室溫度，擠出噴頭可以達到450℃，完美避免PEEK打印翹曲和斷層的問題。

圖：INTAMSYS FUNMAT HT 打印的PEEK植入體

PEEK替代鈦合金成為植入體材料的優(yōu)選
在過去,該手術(shù)的植入體多以鈦合金為主,隨著3D打印應(yīng)用的深入，PEEK得到了越來越多的關(guān)注,PEEK作為一種熱塑性特種工程塑料,具有優(yōu)良的機械性能、良好的生物相容性、耐化學(xué)性、易加工及可重復(fù)消毒等優(yōu)異特性,成為鈦合金的替代品。據(jù)空軍軍醫(yī)大學(xué)3D打印研究中心負責(zé)人曹鐵生教授介紹：“PEEK仿生人造骨材料相比于之前的鈦合金而言具有很多的優(yōu)越性。首先，PEEK材料不會影響后期患者的醫(yī)學(xué)檢查，如CT、B超、磁共振等；同時，也不會對患者愈后乘坐飛機過安檢等帶來麻煩；而且，PEEK仿生人造骨材料的重量、柔韌性、合理強度也優(yōu)于鈦合金。”作為正常生理狀態(tài)下軟組織的支撐，PEEK 材料的血管外支架具有足夠的強度,能夠保證患者在術(shù)后有較好的恢復(fù)效果。

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3D打印助力實現(xiàn)精準化、個性化的血管外支架定制方案

基于3D打印數(shù)字化的特點,醫(yī)生能夠利用患者自身的影像數(shù)據(jù)的設(shè)計并制作出符合患者生理解剖結(jié)構(gòu)特點的血管外支架，并且在術(shù)前醫(yī)生能夠在 1：1 的模型上進行術(shù)前驗證和規(guī)劃，在一定程度上對提高手術(shù)的準確度帶來了幫助。唐都醫(yī)院在此次胡桃夾綜合征治療手術(shù)中，根據(jù)患者的病理情況，通過3D打印技術(shù)快速完成了手術(shù)支架模型的原型設(shè)計和驗證，最終使用了FUNMAT HT打印PEEK植入體，幫助患者解除了病痛。

唐都醫(yī)院對3D打印方案有著非常深入的研究，特別是在高溫特種材料打印領(lǐng)域的應(yīng)用，比如PEEK，但是PEEK打印過程中對環(huán)境溫度與噴頭溫度要求非常高，所以必須要求3D打印設(shè)備具備一個恒溫的環(huán)境，針對臨床應(yīng)用需求，唐都醫(yī)院給予了INTAMSYS FUNMAT HT 高度的認可，上海遠鑄智能于2021年5月與唐都醫(yī)院簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將深入探索3D打印材料的不同應(yīng)用，不斷為醫(yī)療應(yīng)用提高更完整的3D打印解決方案，包含設(shè)備，軟件和材料。為了給唐都醫(yī)院提供更好的研究條件，INTAMSYS遠鑄智能贊助了唐都醫(yī)院打印尺寸更大的智能多材料3D打印機FUNMAT PRO 410，該設(shè)備配備有智能雙噴頭,可處理多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，打印溫度可達500℃,并且配備有恒溫腔室,可以更好的滿足醫(yī)療打印PEEK的需求。3D打印技術(shù)的應(yīng)用,讓醫(yī)生為患者制定醫(yī)療方案時真正做到了精準化和個性化。

圖：FUNMAT PRO 410 在空軍軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院3D打印中心

曹鐵生教授
“多學(xué)科交叉、醫(yī)工結(jié)合等創(chuàng)新思維是臨床醫(yī)學(xué)進一步發(fā)展的有力手段，而醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)則是這樣一把能夠攻克臨床實際難題的利劍，相信在不久的未來，3D打印技術(shù)將推動醫(yī)療事業(yè)進入令人激動的新紀元�！�

參考文章
Medical: PEEK’s advantages and disadvantages compared to metal implants
https://facfox.com/news/medical- ... -metal-implants.3dm
[1]郭奕彤, 梁嘉赫, 伊江浦,等. 3D打印PEEK材料血管外支架建模及制作方法的可行性和有效性[J]. 心臟雜志, 2019, v.31;No.160(06):75-79.