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西安交大二附院“3D打印可动人工颈椎”获科学技术一等奖

2018-05-26 19:17:13   来源:阳光网—阳光报  

    阳光网—阳光报(石桥 朱萍萍 记者 郑亚雷)“3D打印可动人工颈椎”让术后患者颈部可以旋转运动、给金属材料“按摩”可去除材料中的缺陷,这些高大上的研究成果获得了陕西省科学技术一等奖。5月25日,记者从西安交通大学举行的科技成果新闻发布会上获悉,该校的《3D打印技术重建脊柱脊髓功能的临床应用与相关研究》《微纳尺度典型金属材料的力学特性及其内在机理》等6项成果获得陕西省科学技术一等奖,15项成果获得二等奖,获奖总数及一等奖数量均居全省第一。
 

    由西安交通大学第二附属医院贺西京教授研究团队主持的《3D打印技术重建脊柱脊髓功能的临床应用与相关研究》项目获得陕西省科学技术一等奖。据西安交大第二附属医院主治医师、助理研究员蔡璇博士介绍,他们结合金属3D打印技术,开发出个性化穹窿顶钛笼式人工颈椎,在国际上创新性提出了椎体次全切术后可动人工椎体-椎间盘复合体植入、重建椎体运动单位功能的理念,研制出可动人工颈椎假体和人工寰齿关节。已成功开展了世界首例可动人工寰枢关节置换手术。
 

    蔡璇博士称,钛笼、钛板的固定手术被称为颈椎的融合手术,是当前世界上临床应用很广泛的术式,缺陷是手术节段颈椎将永久丧失它的运动功能,术后患者的颈部活动严重受限,影响生活质量。通用的钛笼是临床医生在手术中手工剪裁的,边缘锐利容易塌陷,塌陷率高达79.7%—93.3%。
 

    该团队研发出3D打印个性化穹窿顶钛笼,消除了传统钛笼的锐利边缘,能精准适配颈椎解剖形态,同时增大了有效支撑面积,大幅度提高了稳定性和手术疗效,降低了塌陷率。目前3D打印的钛笼已经过200余例的临床应用,近两年的随访证实,钛笼塌陷等并发症发生率从90%降到10% ,较传统钛笼的塌陷发生率显著下降。
 
 

    “钛笼、钛板的固定手术被称为颈椎的融合手术,这是世界上临床应用很广泛的术式,疗效也很确切,但融合手术很大的缺陷是,手术节段颈椎将永久丧失它的运动功能,融合手术后,患者的颈部活动严重受限,严重影响术后的生活质量。”蔡璇说,钛笼塌陷容易引起内固定松动、移位,导致临床症状复发等并发症。按照“以可动固定代替融合”的设计思路,科研人员结合金属3D打印技术,研发出一种由一个椎体和上、下两个中板组成的非融合假体,替代现有的钛笼和钛板,重建颈椎的运动功能。将它植入颈椎后成功地保留颈椎在各个方向上的运动,还能长期在体内保持良好的生物医学特性。

    动物活体实验表明,与传统融合术相比,可动人工颈椎成功保留颈椎侧屈和旋转活动度,降低邻近节段应力,且能长期维持颈椎生物力学的稳定性,消除了传统钛笼的锐利边缘,能精准适配颈椎解剖形态,同时增大了有效支撑面积,大幅度提高了稳定性和手术疗效,降低了塌陷率,为解决颈椎次全切、减压融合术后活动度丧失这一世界性难题提供了新思路。经严格的疲劳测试,人工寰枢关节的使用寿命总体可达15至20年。2015年,对一例45岁的椎体肿瘤男性患者实施了首例人工可动颈椎植入手术。经香港大学医学院生物力学实验室测试,人工椎体—椎间盘复合体运动、支撑功能良好。2016年,对一位临近瘫痪的患者,开展了首例可动人工寰枢关节置换术,术后患者疼痛症状缓解,神经功能恢复,颈椎活动度可控。经教育部科技查新鉴定,3D打印人工寰枢关节置换术为世界首例。

 

    “可动的人工颈椎可以引领未来颈椎的发展方向。”贺西京教授和他的研究团队信心满满。目前,该项目的研究成果目前已在空军军医大学西京医院、唐都医院,及西安红会医院、西安交大一附院、甘肃省中医医院、青岛市市立医院等10余家三级甲等医院中得到推广应用,并获得一致好评。

    领军人物贺西京教授

 

    现任西安交大医学部副主任、西安交大第二附属医院一级主任医师,中国医师协会神经修复学会主任委员、国际神经修复学会副主委、中国康复医学会常委、陕西康复医学会会长、中国康复医学会脊柱脊髓委员会委员、中国医药协会3D打印委员会副主委、中国残疾人康复协会脊髓损伤康复学会副主委、中国医师协会骨科康复委员会副主委、中华医学会陕西骨科分会副主委、脊柱分会副主委等。承担国家及省部级课题20项,获省部级科技奖9项,发表学术论文470余篇,其中SCl收录140余篇,总影响因子280,引用3000余次。

编辑:张凡非

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