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罗马尼亚科学家研究3D打印和常规生产颅骨植入物的优势

时间:2019-10-02 09:48 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
       中国3D打印网10月2日讯,来自罗马尼亚布加勒斯特的三位研究人员完成了一项多中心队列研究,名为“颅骨成形术患者的3D打印专用植入物”,研究了来自10家医院的约50名患有各种颅骨缺损的患者。其中包括头骨先天性异常,颅骨骨折增长,手术减压,创伤或肿瘤手术后,进行颅骨成形术以修复这些缺陷,这可能会导致美学,功能和心理影响。之前,我们已经看到3D打印在此类过程中使用过。
     摘要指出:“在所有患者中,神经外科医生均使用3D打印,CNC铣削和钻孔移植物或特定于患者的植入物来修复颅骨缺损,这是两个世界知名制造商根据患者3D CT重建获得的数据定制的。”在5-68岁之间的50例患者中,女性16例,男性34例,而城市地区22例,农村地区28例。 31例有外伤,16例减压,3例有肿瘤。神经外科医生使用扫描以及患者3D CT重建的数据来确定是否应使用3D打印或CAD-CAM制造来制造针对患者的植入物。

在几乎所有情况下,该过程都是相同的–收集DICOM数据文件,将其归档为ZIP文件,然后通过安全平台以加密消息的形式发送以确保信息的机密性。提取文件后,将对它们进行验证,以确保遵循了扫描协议,并查看是否可以将它们转换为STL文件,以便清楚地看到骨缺损并将其与标准解剖模型进行比较,以开发具有缺陷的颅骨的3D动态模型。


     “制造商将3D模型(激活了3D介质选项的pdf文件发送并直接发送给外科医生),并提出以下几点意见:围绕软组织,尺寸,距离,厚度和许多其他参数(包括材料等)研究人员解释说,然后必须由外科医生盖章并签字。 外科医生将(以书面形式)回复制造商有关上述所有内容的意见,并且如果他同意或不同意,将在某些步骤中得出建议修改3D模型。如果回答是肯定的,则制造商将开始生产植入物,并遵守EU关于患者专用植入物的所有安全和法规。它将在外科医生的国家/地区直接送到医院,或者在5到15天之内送达。在某些紧急情况下,植入物可以在48小时内交付,并附带一套法律文件和植入物的“说明文书”;“说明文书包含了患者手术后必须拥有的所有重要信息。
      外科医生使用诸如解剖学区域,感染风险以及缺损的位置和大小之类的因素来确定使用哪种材料制作植入物,其中四枚是由钛合金制成的,而另一枚是由陶瓷玻璃材料制成的。在确定最佳固定系统类型时,要考虑到这些相同的因素,例如使用特殊工具的生物材料的颅骨植入物可可吸收,钛孔板,非锁定或锁定螺钉或不可吸收的缝合线。本案是针对一名23岁的女性,其颅骨外伤是由车祸引起的。颅内压峰值为80毫米汞柱-标准值为20毫米汞柱。外科医生观察到创伤后恶性的脑水肿,并选择使用颅脑切除术和硬脑膜整形术对其进行修复。三天后,外科医生进行了“大颅骨切除术FTPO(前颞顶顶枕)和硬膜成形术,并附有颞肌和骨膜。颅骨成形术在44天后进行。

图3.遵循上述扫描协议完成的CT扫描图像。
     制造商接收并分析了患者的CT DICOM文件,并创建了3D模型,然后由外科医生批准。

图4.制造商使用Adobe Acrobat 3D pdf文件提出的3D模型的表示,其中可以动态显示模型。 (A)植入物的正视图; (B)建议的植入物模型; (C)左视图; (D)植入缺陷的正视图; (E)没有植入物的右视图; (F)下方视图; (G)带植入物的后视图; (H)上方视图,植入物就位。

      研究人员解释说:“在某些情况下,CT DICOM文件会被拒绝,因为它们没有按照协议的要求进行操作,并且不够准确,无法用于3D模型以及植入物的构造。颅骨重建专家团队(以书面形式)与外科医生进行了交流:任何可能的并发症,有关植入物尺寸,剩余骨头,距离和周围软组织的细节,制造材料的选择,固定系统(钛合金,Peek,Bioverit –陶瓷玻璃)然后帮助他做出最有效的决定。”如果需要进行手术中的任何调整,外科医生要求使用PEEK-Optima制成植入物,并要求缝制1 cm的缝合孔。在这种特殊情况下,患者特定的植入物未进行3D打印;而是使用了CAD-CAM制造。
      研究人员解释说:“就一般研究而言:共有50例接受患者使用专用植入物治疗,患者在颅骨成形手术后表现出明显的美学,功能完善,心理得到安慰。在一些情况下可能会发生一此轻微并发症,这与颅骨成形术固定系统和头皮并发症(与最初的创伤有关)有关,还有两例伤口感染(其中一例与所用缝合线的类型有关,另一例与伤口缺陷有关)。没有死亡,也没有长期并发症。”

   研究小组得出结论,定制的3D打印的患者特定植入物可以带来更好的美学效果和“良好的功能效果”,从而使这种颅骨重建方案“成为安全可行的解决方案”。


图6.在保护性情况下由PEEK制造的患者专用植入物; (B)植入物的下部图像   

  中国3D打印网原创文章!

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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