医疗案例：3D打印气管支架用于复杂手术
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如今，医疗已经走过了漫长的道路，各种各样的新技术不断丰富着医疗产品，为病人带来真正的福音。3D打印作为近几年才被广泛认知的新技术也为助力医疗做出了重要贡献。
然而3D打印与医疗毕竟属于两个“相互独立”的行业，3D打印的从业者积极探索技术可以应用的角度，医疗人员也在密切关注着现有新技术所能应用的可能性，加之两种技术的专业性都很高，唯独只有两方人员在密切交流时才可能碰撞出火花。随着医疗3D打印应用越来越广泛，我们可以看到医疗人员会主动寻求3D打印的帮助，这为3D打印发挥更大的作用提供了契机，相关的医疗合作不断上演。
创新性合作
近日亚特兰大儿童保健公司于今年8月开展了格鲁吉亚有史以来第一次在儿科患者身上放置3D打印气管支架的手术。儿童外科医生的跨职能团队采用佐治亚理工学院的生物医学工程师打印的三个定制支架，为一名7个月大的婴儿完成了气道阻塞手术。值得注意的是，双方人员此次所做的是一种创新性实验。
医院负责人称，儿童临床专业知识与生物工程研究相结合可以为临床提供更有效的护理，为患者寻找创新的、可挽救生命的治疗方案，这对于格鲁吉亚儿科护理的未来至关重要。
在该病例中，患者Amir患有先天性的气管软化症，由于气管缺乏应有的软骨硬度和支撑力造成管腔不同程度塌陷，导致气管阻塞，严重影响呼吸。Amir在儿科重症监护室住院期间，经常发生气道塌陷，这是常规手术方法无法纠正的。考虑到这一点，临床团队建议手术插入实验性的3D打印气管支架，以打开他的气道并进一步扩张气管和支气管。
采用的气管支架是一种仍在开发中的新型装置，由乔治亚理工学院和亚特兰大儿童医疗保健公司联合计划的负责人Scott Hollister设计。Hollister称：“使用3D打印技术来挽救孩子生命的可能性是我们每天在实验室中的动力，我们决心开发出满足乔治亚州最复杂儿科患者需求的创新解决方案”。
复杂手术与3D打印气管支架
Hollister也是乔治亚理工学院3D医疗制造中心的主任，其团队制作了各种尺寸多个版本的支架，确保手术团队在手术过程中将支架放置在合适的位置并与患者气道及其周围完美贴合。支架采用聚己内酯（PLC）粉末通过SLS工艺打印。
植入3D打印的气管支架
在这项复杂的10小时手术中，儿童跨职能外科医生团队于8月17日成功地在患者的气管周围放置了三个3D打印的支架。在未来3 -4年的时间里，支架的材料将被吸收，以允许扩张气管和支气管。
拓展案例
目前，使用3D打印制作支架来治疗支气管软化症已有十几个案例，最早始于2013年。
2012年，美国俄亥俄州，刚出生6周的小男孩Kaiba Gionfriddo，无法自主呼吸，被诊断为极端罕见的先天性气管支气管软化症，每日面临死亡威胁。密西根大学医学院根据CT影像利用3D打印制作了一个气管支架植入体内，7天后撤离呼吸机自主呼吸。这是世界第一例3D打印气管支架用于临床。
而在我国，2016年，唐都医院与西安交通大学合作，完成了1例气管软化症气管3D打印外支架悬吊手术。该患者气管软化长达6cm，最窄处仅3毫米，软化段长度达到了气管切除的极限长度，产生重度呼吸困难，危及生命。通过把3D打印气管外支架置于软化的气管周围并固定，从而使塌陷的气管被外支架撑起，狭窄的气道被再次疏通，使病人避免了长段气管切除，成为未来气管软化症治疗的有效方法。值得注意的是，该支架使用的仍然是生物可降解支架。
风险与机会同在
这些案例从工程学的角度来讲非常让人振奋，但从医学和生物学的角度去分析却仍有很多的问题面临验证，例如气管组织与可降解支架的作用机理及其所带来的支架结构设计问题，哪种设计会有更好的效果，支架降解完成之后气管是否仍存在塌陷的风险，材料的降解周期如何等等。此外，这种技术还面临着成本与医疗许可的问题。
End
不管怎样，3D打印在外科实践中正在获得越来越多的赞同，包括外科技术的创新。如果更多的设计事项和选择能够被外科医生清晰的理解，那么未来将会看到这个方向更多有趣的进展。
同时，对于3D打印从业人员来说，这些打印完的零件仅仅是一个个模型，单纯的模型对我们也没有任何意义，但通过跨领域的合作，用在它应该用的位置，它的价值才会体现。
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原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：医疗案例：3D打印气管支架用于复杂手术