增材制造(3D 打?。┘夹g(shù)正在改變和改進許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與工藝,醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域也不例外,其中整形外科尤為突出。一次可怕的摩托車事故導(dǎo)致 Stephen Power 顱骨多處骨折,他的生活也因此發(fā)生了改變, 不得不接受整形手術(shù)治療。
為了幫助 Stephen,英國斯旺西莫里斯頓醫(yī)院的裂頜面外科顧問 Adrian Sugar 教授非常希望突破他自有專業(yè)領(lǐng)域的限制并應(yīng)用新的技術(shù)和工藝。
Stephen 已經(jīng)接受了面部修復(fù)急診手術(shù)治療,但是, 手術(shù)重點在于創(chuàng)傷恢復(fù)而并非外貌整形,因此他必須進行后續(xù)手術(shù),以使臉部恢復(fù)對稱。
雷尼紹與南威爾士的外科應(yīng)用修復(fù)技術(shù)中心 (Centre for Applied Reconstructive Technologies in Surgery, CARTIS) 合作,開發(fā)手術(shù)導(dǎo)板。
軟組織切口和骨骼定位會涉及徒手切除操作,這 使手術(shù)變得更加復(fù)雜,并且也會造成可能的不可預(yù)見的后果。開發(fā)手術(shù)導(dǎo)板的目的就是為了解決這一問題。
雖然手術(shù)過程本身仍耗費時間且繁雜,但 Sugar 教授認(rèn)為,采用雷尼紹 AM250金屬 3D 打印系統(tǒng)制造的導(dǎo)板后,手術(shù)變得更快、更精準(zhǔn)。
手術(shù)前先制定方案,確定骨切口的位置,然后制作定制化的導(dǎo)板,從而消除此類手術(shù)中一些原來無可避免的不確定因素。應(yīng)用這一手術(shù)導(dǎo)板的醫(yī)療方案使得兩個永久植入體達到了近乎完美的匹配,而且手術(shù)效率也大大提高。
Sugar 教授認(rèn)為使用導(dǎo)板可使治療結(jié)果具有更高的可預(yù)測性:“我認(rèn)為這是無可比擬的,手術(shù)結(jié)果遠遠優(yōu)于我們之前做過的其他手術(shù)。”
Stephen 的反饋更具說服力:“這完全是改變我人生的效果?!?
Stephen 的顴骨通過手術(shù)恢復(fù)了原位。定制化手術(shù)導(dǎo)板的使用仍處于初期階段,并且達到最終結(jié)果還需要完成許多工作。
為了使 Stephen 的臉部恢復(fù)對稱,手術(shù)團隊對他的頭部進行了計算機斷層 (CT) 掃描。利用獲得的 CT 掃描數(shù)據(jù),外科醫(yī)生能夠評估他的顱骨狀況并制定手術(shù)方案?!靶g(shù)前”CT 掃描數(shù)據(jù)還被輸入功能強大的計算機輔助設(shè)計 (CAD) 包,從而幫助手術(shù)團隊設(shè)計出具有最佳對稱效果的“術(shù)后”骨骼結(jié)構(gòu)。
手術(shù)團隊根據(jù)術(shù)前和術(shù)后設(shè)計數(shù)據(jù),為手術(shù)過程的各個階段設(shè)計和制造了兩塊金屬導(dǎo)板:切割導(dǎo)板和固位導(dǎo)板。切割導(dǎo)板(圖 1)用于切割特定位置的顴(頰) 骨,以便將骨切片用于臉頰修復(fù)。固位導(dǎo)板(圖 2)用 于在放置顴骨植入體和眼眶墊板之前,確保先將骨切片放在其最終位置(圖 3)。
顴骨植入體可固定復(fù)位的骨切片并使其愈合,而眼眶墊板可抬高眼球,使其與 Stephen 的另一只眼睛處于相同高度。
比利時生產(chǎn)的鈦合金植入體在導(dǎo)板取出后仍留在原位。增材制造工藝為 Sugar 教授在設(shè)計導(dǎo)板和植入體時提供了更大的靈活性。Stephen 表示,他將“能夠進行日?;顒?、走親訪友、上街、甚至參加各種公共活動?!?
該項目是外科應(yīng)用修復(fù)技術(shù)中心 (CARTIS) 的杰 作,也是 Abertawe Bro Morgannwg 大學(xué)健康委員會下屬莫里斯頓醫(yī)院頜面整形科與加的夫城市大學(xué) (Cardiff Metropolitan University) 下屬國家產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)研究中心 (National Centre for Product Design and Development Research, PDR) 合作的結(jié)晶。
雷尼紹利用其 AM250 激光熔融系統(tǒng),提供采用 3D 打印技術(shù)制造的鈷鉻合金切割和固位導(dǎo)板。雷尼紹是英國唯一一家金屬 3D 打印系統(tǒng)制造商。該機器的設(shè)計和開發(fā)在雷尼紹公司的 Stone 廠區(qū)(斯塔福德郡)和格洛斯特郡廠區(qū)進行,而機器的生產(chǎn)則在位于加的夫附近的 Miskin 廠區(qū)完成。
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