我研发出“3D打印可动人工颈椎”患者术后颈部可旋转运动

中国科技网.科技日报（记者 史俊斌）西安交通大学贺西京博士研究团队主持的《3D打印技术重建脊柱脊髓功能的临床应用与相关研究》项目近日获得陕西省科学技术一等奖。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。目前经过200余例的临床应用，随访资料证实钛笼塌陷等并发症发生率从大约90%降低到10%，较传统钛笼的塌陷发生率显著下降。

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：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%。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，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。

据了解，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。