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羅馬尼亞科學家研究3D打印和常規生產顱骨植入物的優勢

時間:2019-10-02 09:48 來源:中國3D打印網 作者:中國3D打印網 閱讀:
       中國3D打印網10月2日訊,來自羅馬尼亞布加勒斯特的三位研究人員完成了一項多中心隊列研究,名為“顱骨成形術患者的3D打印專用植入物”,研究了來自10家醫院的約50名患有各種顱骨缺損的患者。其中包括頭骨先天性異常,顱骨骨折增長,手術減壓,創傷或腫瘤手術后,進行顱骨成形術以修復這些缺陷,這可能會導致美學,功能和心理影響。之前,我們已經看到3D打印在此類過程中使用過。
     摘要指出:“在所有患者中,神經外科醫生均使用3D打印,CNC銑削和鉆孔移植物或特定于患者的植入物來修復顱骨缺損,這是兩個世界知名制造商根據患者3D CT重建獲得的數據定制的。”在5-68歲之間的50例患者中,女性16例,男性34例,而城市地區22例,農村地區28例。 31例有外傷,16例減壓,3例有腫瘤。神經外科醫生使用掃描以及患者3D CT重建的數據來確定是否應使用3D打印或CAD-CAM制造來制造針對患者的植入物。

在幾乎所有情況下,該過程都是相同的–收集DICOM數據文件,將其歸檔為ZIP文件,然后通過安全平臺以加密消息的形式發送以確保信息的機密性。提取文件后,將對它們進行驗證,以確保遵循了掃描協議,并查看是否可以將它們轉換為STL文件,以便清楚地看到骨缺損并將其與標準解剖模型進行比較,以開發具有缺陷的顱骨的3D動態模型。


     “制造商將3D模型(激活了3D介質選項的pdf文件發送并直接發送給外科醫生),并提出以下幾點意見:圍繞軟組織,尺寸,距離,厚度和許多其他參數(包括材料等)研究人員解釋說,然后必須由外科醫生蓋章并簽字。 外科醫生將(以書面形式)回復制造商有關上述所有內容的意見,并且如果他同意或不同意,將在某些步驟中得出建議修改3D模型。如果回答是肯定的,則制造商將開始生產植入物,并遵守EU關于患者專用植入物的所有安全和法規。它將在外科醫生的國家/地區直接送到醫院,或者在5到15天之內送達。在某些緊急情況下,植入物可以在48小時內交付,并附帶一套法律文件和植入物的“說明文書”;“說明文書包含了患者手術后必須擁有的所有重要信息。
      外科醫生使用諸如解剖學區域,感染風險以及缺損的位置和大小之類的因素來確定使用哪種材料制作植入物,其中四枚是由鈦合金制成的,而另一枚是由陶瓷玻璃材料制成的。在確定最佳固定系統類型時,要考慮到這些相同的因素,例如使用特殊工具的生物材料的顱骨植入物可可吸收,鈦孔板,非鎖定或鎖定螺釘或不可吸收的縫合線。本案是針對一名23歲的女性,其顱骨外傷是由車禍引起的。顱內壓峰值為80毫米汞柱-標準值為20毫米汞柱。外科醫生觀察到創傷后惡性的腦水腫,并選擇使用顱腦切除術和硬腦膜整形術對其進行修復。三天后,外科醫生進行了“大顱骨切除術FTPO(前顳頂頂枕)和硬膜成形術,并附有顳肌和骨膜。顱骨成形術在44天后進行。

圖3.遵循上述掃描協議完成的CT掃描圖像。
     制造商接收并分析了患者的CT DICOM文件,并創建了3D模型,然后由外科醫生批準。

圖4.制造商使用Adobe Acrobat 3D pdf文件提出的3D模型的表示,其中可以動態顯示模型。 (A)植入物的正視圖; (B)建議的植入物模型; (C)左視圖; (D)植入缺陷的正視圖; (E)沒有植入物的右視圖; (F)下方視圖; (G)帶植入物的后視圖; (H)上方視圖,植入物就位。

      研究人員解釋說:“在某些情況下,CT DICOM文件會被拒絕,因為它們沒有按照協議的要求進行操作,并且不夠準確,無法用于3D模型以及植入物的構造。顱骨重建專家團隊(以書面形式)與外科醫生進行了交流:任何可能的并發癥,有關植入物尺寸,剩余骨頭,距離和周圍軟組織的細節,制造材料的選擇,固定系統(鈦合金,Peek,Bioverit –陶瓷玻璃)然后幫助他做出最有效的決定。”如果需要進行手術中的任何調整,外科醫生要求使用PEEK-Optima制成植入物,并要求縫制1 cm的縫合孔。在這種特殊情況下,患者特定的植入物未進行3D打印;而是使用了CAD-CAM制造。
      研究人員解釋說:“就一般研究而言:共有50例接受患者使用專用植入物治療,患者在顱骨成形手術后表現出明顯的美學,功能完善,心理得到安慰。在一些情況下可能會發生一此輕微并發癥,這與顱骨成形術固定系統和頭皮并發癥(與最初的創傷有關)有關,還有兩例傷口感染(其中一例與所用縫合線的類型有關,另一例與傷口缺陷有關)。沒有死亡,也沒有長期并發癥。”

   研究小組得出結論,定制的3D打印的患者特定植入物可以帶來更好的美學效果和“良好的功能效果”,從而使這種顱骨重建方案“成為安全可行的解決方案”。


圖6.在保護性情況下由PEEK制造的患者專用植入物; (B)植入物的下部圖像   

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(責任編輯:admin)

weixin
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