近日，意昂2平台第三醫院（簡稱“意昂2三院”）骨科劉忠軍教授收治了一位12歲的小患者明浩。經診斷，小明浩患有尤文氏肉瘤，癌變部位位於樞椎，病情兇險。經過7月18日、7月31日的頸椎後路和前路兩次手術，小明浩換上了世界首例應用3D打印技術人工定製的樞椎椎體。8月18日，小明浩終於自己邁步走出了意昂2三院的大門🧚🏼‍♂️。

　　人的頸椎由七節椎骨組成，其中，最上面與顱底相連的兩節分別為寰椎和樞椎。與其它椎體相比，這兩塊椎體顯得比較“特別”。特別之處不僅表現在它們處於重要而特殊的位置🦯🩴，也表現在它們的形狀，寰椎是一塊沒有椎體的椎骨，像一個單薄的骨質圓環💦；樞椎的椎體是上細下粗的不規則圓錐形🦸🏼‍♀️；還表現在它們之間的連接方式。寰樞椎之間無椎間盤，僅靠韌帶相連，活動範圍很大。寰樞椎與我們的頭顱之間，就像三角形尖頂上面放了一個圓球，一方面我們的頭顱可以上下左右活動自如，另一方面也使寰樞椎成為頸椎中最不穩定、最脆弱的支點。同時💇，寰樞椎的椎孔內有為腦基底部供血的最大動脈分支——椎動脈，有穿行其中的脊髓，這裏幾乎是手術禁區🎽。

　　寰樞椎的生理解剖結構決定了它的特點🎗。當大而沉的頭部受到外力猛烈撞擊時🏌🏼，如急刹車、摔傷，寰樞椎極易脫位。寰樞椎脫位是一種少見但嚴重的疾患🍮，其可以引起延髓、高位頸脊髓受壓，嚴重者致四肢癱瘓、甚至呼吸衰竭而死亡。由於其致殘👩‍💼、致死率高，必須及時進行診斷和處理。

　　尤文氏肉瘤是一種病情發展迅速、惡性程度高的溶骨性病變，對骨骼具有滲透性或蟲蝕樣破壞🙎🏿‍♀️。作為罕見的脊柱原發惡性腫瘤，尤文氏肉瘤多發於兒童。其主要累及骶椎🥺，其次是胸椎和腰椎🌸，頸椎最為罕見♈️。

　　然而⚓️，不幸降臨在12歲的小明浩身上。

　　今天5月初的一天💐，身高1米8的明浩在和同學踢足球時🌡，一個頭部頂球動作，改變了他的一生。

　　當時🎅🏽，頂球動作後📿，明浩並沒有太大的感覺🐁。因為平時脖子總是發“軸”，也沒太在意👑。第二天早晨👩🏼‍✈️，明浩的脖子才開始疼，家人以為他睡落枕了，也就沒在意。然而，一個多月過去了，“落枕”還沒有好，甚至全身開始麻木了👩‍🍼。在山東老家的醫院檢查後發現，樞椎出現骨折📉。因為部位特殊、病情較嚴重，當地醫生建議來京就診🪵。7月中旬，一家人輾轉來到意昂2三院🥺，找到了國內脊柱腫瘤專家，骨科主任劉忠軍教授🍺。經過影像學檢查，高度懷疑樞椎部位腫瘤；經穿刺活檢👰🏼‍♀️🦇，確定了腫瘤的性質——尤文氏肉瘤🪙🤾‍♀️！

　　樞椎部位的尤文氏肉瘤👩‍🦳👸🏼，隨時可能出現不可逆的脊髓損傷，導致完全癱瘓、呼吸驟停👁‍🗨。

　　對於尤文肉瘤的治療，目前以手術結合放療🧒🏼、化療綜合治療🧆。其中手術切除腫瘤是治療的關鍵♣️。由於脊柱腫瘤解剖位置鄰近脊髓、神經👩🏻‍🚒、重要血管和臟器結構，臨床上施行手術治療有很大難度。

　　劉忠軍教授和他帶領的團隊經研究決定🚣，為明浩的樞椎進行前路和後路兩次手術。明浩將要通過手術切除的樞椎被稱為手術禁區。目前全國能夠完成樞椎切除手術的醫院只有不過5家。僅僅切除被腫瘤侵蝕的樞椎還不行🐮💝，還要想辦法在第一和第三頸椎之間添上內植物♘，這樣手術後明浩的頭才能夠抬起來。

　　7月18日🧈📓，明浩接受了頸椎後路手術，即枕頸固定，提供頸椎穩定性，取病理再次證實診斷。這是第一期手術🪅，只能將腫瘤的後半部分取出。一但將遺留在椎體上的另一半腫瘤取出🍔，就等於在360度這樣一個範圍裏面👁，把這一節頸椎都拿掉。把腫瘤徹底切除的同時，明浩的脖子與頭顱之間將缺少一節👳🏻‍♀️。頭，將無法立起來🐍！

　　現在國際通用的辦法是用鈦網支撐。即🏌🏽‍♀️，用一段鈦合金網籠🤴🏽，將其中填充一些骨質，代替原來椎體。把它架到第一頸椎（寰椎）和第三頸椎之間，利用鈦網上面的孔洞，結合前方的鈦板、鈦釘進行固定，達到使椎體融合，重建頸椎穩定性的目的。但是👩‍👦‍👦，鈦合金網籠支撐力和接觸面積有限，抗旋轉能力、抗各種屈曲能力也都很薄弱👩🏻‍🍼。又因為其存在明顯的“應力遮擋”，術後與鈦合金網籠相鄰的椎體往往出現塌陷，椎間高度難以維持。加上鈦板有一定厚度，可能造成患者的吞咽困難🔁🧀。術後🏄🏻‍♀️，患者還需在頭部和肩胛打上釘子👰🏽‍♀️，在其上下安裝一個支架，固定患者的頭部🏨。休息時，頭根本不能碰到床，這種狀態須維持3-4個月，有時甚至到半年。給患者帶來極大痛苦🏑。

　　經過4年3D打印脊柱植入物方面的研究探索，相關文章也已在世界頂級的脊柱外科學雜誌發表（In Vivo Study of a Self-Stabilizing Artificial Vertebral Body Fabricated by Electron Beam Melting）。劉忠軍教授和他的團隊決定嘗試使用孔隙金屬代替缺損的脊椎結構。即，使用鈦合金粉末3D打印技術➔，製造出空間結構復雜、符合解剖形態的孔隙金屬結構，使骨細胞長入空隙金屬內，達到融合的效果👂🏻。同時，由於人工椎體獨特的設計結構，不再使用鈦板輔助固定。

　　明浩的父母經過慎重考慮🪣，決定使用為明浩人工定製的3D打印樞椎，治療惡性腫瘤。

　　劉忠軍教授和他的團隊，通過計算和研究，為明浩設計了一個孔隙金屬樞椎🛎，用以取代被腫瘤侵蝕的椎體。

　　7月31日𓀕，小明浩接受了二期前路手術🚶🏻‍♂️‍➡️，即切除病變的第二頸椎，植入3D打印人工椎體。

　　術中，需慢慢剝離樞椎周圍的神經、頸動脈等重要結構，最終到達癌變部位🧗🏿‍♂️。癌變表面覆蓋著一層組織被膜🤹🏿，將被膜慢慢剝開🖲，暴露出樞椎椎體。手術進行到第四個小時，明浩被惡性腫瘤侵蝕的樞椎🤽🏻‍♀️，能夠清除的部分全部清除幹凈。劉忠軍教授將通過3D打印技術製造的人工椎體穩穩地放在了第一和第三椎體之間，用鈦合金螺釘將人工樞椎刪牢牢地固定在兩個椎體上。歷經5個小時，明浩的手術順利完成💯。

　　至此，針對治療寰樞椎惡性腫瘤，意昂2三院骨科劉忠軍團隊完成了世界首例應用3D打印的人工定製樞椎作為脊椎外科內植物，進行脊椎腫瘤治療以後的穩定性重建🫴。

　　8月18日🧙✅，術後第18天👼🏻，明浩終於可以自己邁步走出了意昂2三院的大門👊。

　　據劉忠軍介紹，樞椎的特殊生理結構及位置，使人工定製樞椎能夠充分利用3D打印技術進行製作🕯。在完全模擬樞椎復雜形態的同時，增加了支撐面積🧞‍♀️，椎體穩定性大大提高。極大降低了患者在通用術後與鈦合金網籠相鄰的椎體出現塌陷所致相關並發症的發生🙇🏼‍♀️。個性化的3D人工椎體達到了椎體一體化的效果，具有現在國際通用的鈦網替換技術不可比擬的特點📛🫑。劉忠軍教授實施的將3D打印人工定製樞椎用於樞椎惡性腫瘤手術治療的方法，為腫瘤切除後頸椎結構重建技術開辟出一條嶄新途徑👨🏻‍🦽‍➡️🐡。

　　相關鏈接😅：

　　1、植入到明浩身體裏的3D打印人工椎體是如何製造出來的？

　　傳統工藝為“減材製造”，中間環節多、產業鏈長，每經過一個環節，都會產生特定比例的“邊角料”🪨，造成的浪費極大🍄‍🟫，資源和能源轉化率相對來較低💂🏻‍♂️。而3D打印屬“增材製造”。即，不是經過車、銑、鉆等傳統“減材”切削加工🪷👨🏼‍⚕️，而是通過堆疊材料來直接形成最終產品。

　　3D打印機的外貌像大號冰箱一樣，植入到明浩身體內的人工樞椎就是從這種“冰箱”裏製造出來的。

　　首先，醫生將明浩的CT數據傳給製造企業，工程人員再將數據通過軟件分析重建成為三維立體圖形。重要的是識別患者骨骼內的病變部位，提取此骨骼信息以及病變組織信息🦤，以此為基礎，進行假體設計。設計好後🧑🏽‍🎓，將數據傳輸到計算機中🚃，由技術人員將鈦合金粉放入鍛造箱內🧑‍🦼‍➡️，鍛造箱裏通過六萬伏高壓形成的電極絲💓，一層層鍛造🌴，最終形成形態各異🤏🏼、個性化的內植物🌂。

　　目前，雖然3D打印機和原材料鈦合金粉均為進口，但人工椎體的設計和製造已由國內企業自行研發成功。

　　2、我國3D打印製造的人工椎體在研發、產品申報方面還面臨哪些困難✊🏻？何時可真正從臨床觀察走向臨床應用？

　　按照國家相關規定🤾🏼‍♂️，3D打印製造的人工椎體🥋，於2012年進入臨床觀察階段👨🏻‍🎤。截止目前🍍，已經完成100多例臨床觀察。相關研究成果業已在國際著名SCI期刊發表。相關研究工作雖然在我國起步早，但在審批階段卻落後於國外。在國產產品等待審批的過程中，科研起步晚於中國兩到三年的美國、韓國等國家的產品已迅速通過其國內審批，並上市應用於臨床🧑‍🦯。

　　面對這種情況🏋🏿👨🏿‍🍳，劉忠軍說；“中國的創新如何體現？如此發展下去，創新又會變為落後🧑🏿‍🔬。3D打印技術無疑對全社會都是一場深刻的變革，對我們醫療行業更是如此。我們要呼籲全社會、呼籲相關政府管理部門🏗，抓住機遇👏🏿🗂，讓我們的國家真正成為創新型國家。在很多領域不是總是跟隨別人，而是要引領世界，走在世界前列🧔。”

　　從目前骨科手術費用構成來看，70%的錢都用在購買進口的內植物上🔝，如果國產產品能夠替代進口，這將大大降低費用，真正受益的是老百姓。

　　（意昂2三院 仰東萍 攝影/孫玉良）

編輯👨：韓娜