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脊柱病高发, 3D打印为手术治疗提供新路径

日期:2018-07-05 【 来源 : 新民周刊 】
阅读提示:3D打印在骨科的应用与发展可以说是最快的,尤其是在复杂的脊柱侧弯手术和颈椎手术中,3D打印技术能够提高手术效率,减少术中和术后并发症的发生。
作者|周 洁

  活中,人们似乎总是对唾手可得的事物感到习以为常,而忽视它们的珍贵,比如空气、水;在对待自己的身体时,人们也常常犯这样的错误——长时间对着电脑、躺在床上看手机、坐着睡觉等等,这些习惯让您的脊柱时刻承受压力,而当您发现脊柱出问题时,往往为时已晚。
  据统计,在世界卫生组织公布的“全球十大顽症”中,脊柱疾病位居第二;而目前我国门诊体检人群中,颈椎病检出率高达64.52%,且女性高于男性。
  “脊柱疾病有这样一个特点,就是治疗方法很有限。病情轻的时候,容易被忽视;一旦加重,手术可能是唯一的治疗手段。”上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科主任赵杰教授告诉《新民周刊》。
  
“如履薄冰”的手术
  
  在复杂的医学实践中,脊柱外科所面临的风险和挑战是很多其他学科无法想象的,“人体脊柱区域有诸多重要的脊髓、神经和血管,脊柱手术中尽管医生会慎之又慎,仍有发生意外的风险”,赵杰教授告诉记者,“成为脊柱外科医生需要一种孤勇,因为每台手术都有一种如履薄冰的感觉”。
  脊柱外科是骨科的塔尖,要求脊柱外科医生不断地创新。
  三年前,一位患有巨大神经鞘瘤的32岁患者来到九院,至今仍令赵杰印象深刻。虽然是良性肿瘤,但这位病人的瘤体很大,又长在颈部,压迫了神经,影响患者的正常工作和生活。“以前,那么大的肿瘤摘除后,残留的空缺部分没有合适材料填充,手术很难完成,所以一般只能建议病人做姑息治疗。”赵杰主任表示,“但有了3D打印技术之后,肿瘤切除部分可以用3D打印的支撑假体实现重建。”
  最终,这位患者在九院接受了手术,赵杰教授为其摘除了颈部巨大肿瘤,并植入了3D打印的人工椎体,这也是上海首例将3D打印技术应用于脊柱外科手术的患者。在最近一次的随访中,这位曾经行动受限的患者已经踏上了远洋轮,追随自己的梦想成为了一名海员。
  前不久,赵杰教授接诊了一位强直性脊柱炎患者。患者背部已经重度弯曲,连简单的抬头都成了一种奢侈,只能过着“面朝大地背朝天”的生活。此前,媒体报道明星周杰伦、张嘉译也患有强直性脊柱炎。张嘉译在一次电视访谈中描述说,这个伴随终身的疾病给他的工作和生活带来了严重影响:“那段时间每天拍戏,都要比别人早起半个小时,拿热水从头往后背冲,要不然疼得没办法工作。因为每天晚上睡一觉的时候,背都是僵硬的。”如果你看过他历年的影视作品,也可以明显地观察出强直性脊柱炎在他身上留下的痕迹。
  “目前的医疗发展水平,这种疾病尚不能完全治愈,医生能做的,只是帮助他们缓解症状,提高生活质量。”赵杰教授说,“强直性脊柱炎是一种风湿免疫性疾病,与遗传等因素有关,虽然并不直接危及生命,但病人往往一辈子受其折磨。”

强直性脊柱炎的早期症状主要表现为腰背疼痛,大约90%的强直性脊柱炎患者最先表现为骶髂关节炎,然后逐渐累及脊柱,最终上行发展至颈椎。很多病人一开始会选择骨科、推拿科等科室就诊,很容易误诊或漏诊,往往等到关节已经明显融合,才被确诊为强直性脊柱炎。找到赵杰主任的这位患者,无疑已经进展到了最坏的情况,唯有手术矫形才能帮助他。据赵杰教授介绍,手术的目的有两个,一是矫正脊柱畸形,改善脊柱外观;二是恢复患者平视、行走、消化等功能。“这个手术对医生而言是一个很大的挑战,治疗前我们探讨了许多手术方案,最终决定了以楔形截骨的方式矫正畸形的脊柱。”赵杰教授如是说。


  赵杰教授所说的楔形截骨术,就是通过截除关节突等后方结构,以椎体后缘为铰链轴闭合后柱,张开前柱从而实现对后凸畸形的矫正。手术对医生的操作要求很高,必须做到稳、精、准,否则极易导致脊髓损伤乃至下肢瘫痪。“手术完毕后的最初十分钟,是我心理压力最大的时刻。如果此时监测神经功能的波幅不断下降,说明患者出现了神经功能受损”,赵杰教授坦言。而这名患者最终恢复良好,对手术效果也很满意,赵杰教授也长舒了一口气。

脊柱疾病年轻化

  赵杰教授观察到,近年来骨科门诊就诊人群日趋年轻化。“现在我们的门诊患者中,有1/3的病人是因为脊柱不适来就诊的,在预约患者中这一比例更高。他们大部分都是我们俗称的低头族、手机族。”赵杰教授告诉记者,这些就诊人群绝大多数是肌肉型疾病,并没有累及脊柱骨性结构,亦不需特殊治疗;“很多病人希望我们帮助止痛,然而实际上,改变生活方式、参加游泳等脊柱康复训练,才是他们最需要的‘治疗’”。
  赵杰教授特别提醒,脊柱疾病是一个长期、慢性、积累性病理过程,如果青少年不良习惯未得到纠正,往往到中老年才逐渐出现症状;但那个时候,每做一次手术,患者的自身功能就会损失一点;同时,年龄也会影响到手术效果。因此,最重要的是防患于未然,赵杰教授希望年轻人能够从现在开始,树立保护脊椎的意识,善待脊椎,善待自己。
  作为脊柱外科的资深医生,赵杰教授深深理解患者就诊时的心情。他说:“脊柱相关疾病给患者带来的痛苦是很大的,但由于医疗发展水平所限,很多疾病难以治愈,我们只能做到一定程度的缓解症状,并尽量实现功能重建和外观改善。我们除了在技术上不断努力寻求突破,同时也要善于和患者沟通,最大程度地帮助患者与疾病斗争。”
  尽管时间宝贵、工作繁忙,但他总是耐心细致地把病情和医生会诊后的治疗方案,用简洁通俗的话语传达给病人及其家属,让他们明白手术后病人的得失。例如,前文中接受治疗的强直性脊柱炎患者,术前通过认真沟通,使患者了解到其手术后将不再驼背,可以直行,同时很大程度上丧失了弯腰的能力,让患者对适应手术后的生活状态有了充分的心理准备。
  在赵杰教授看来,许多脊柱相关疾病,例如腰椎间盘突出症、颈椎病,很多患者都可以通过改善生活方式而自愈;因此,碰到这样的患者,赵杰教授常常劝其先观察一段时间,再决定是否开刀。因为手术本身也是一把双刃剑,在改善症状的同时,也会带来一定程度的创伤和损害,能够通过机体自愈机制缓解的病痛,就尽量不要外科干预,避免过度医疗。
  
中国骨科创新的重镇
  
  “脊柱外科医生都是经历过各种心理考验的”,全力以赴的赵杰教授,是一个喜欢挑战的医者。尽管已经在手术台上站了20年,直到今天,赵杰教授对每一台手术都还是保持着谨慎的态度,因为“脊柱外科没有简单的手术”。
  赵杰教授告诉《新民周刊》,在脊柱外科做医生,强调综合能力,不仅要智商过人、情商超群,就连体能也要到位。在接受记者采访的当天,赵杰教授安排了5台手术。据赵杰教授本人的不完全统计,每年由他主刀完成的手术超过500台,其中很多疑难复杂的手术,每台平均手术时间达3小时。赵杰教授常常笑谈,“都说将来人工智能取代医生,依我看,脊柱外科医生应该是最晚被替代的”。
  赵杰教授的父亲赵定麟教授,是中国老一代骨科专家。受父亲影响,他成为了家中继承衣钵的人。赵杰16岁上大学,毕业后选择了父亲耕耘一生的骨科领域——脊柱外科。
  父子俩共同见证了中国脊柱外科的发展,对于近20年骨科领域的飞速进步,赵杰教授有着深刻的体会。他告诉记者,脊柱外科的快速发展,也不过最近20多年的时间。在此之前,很多脊柱疾病是“绝症”,没有医生敢为患者做手术,而患者能做的,只是忍受病痛,并最终等待瘫痪的来临。
  上世纪90年代,脊柱外科快速发展,赵杰也赶上了学科发展的黄金时代。做医生后不久,他被派往美国学习。当时,美国、德国是脊柱外科水平最高的国家。出国前,父亲赵定麟叮嘱:“你出去学习是好事,但学成后一定要回来,要把世界上最先进的技术带回中国。”
  “许多中国脊柱外科医生出国深造后就选择了留在国外,因为那时候国内外技术水平差异实在太大了。”但最近几年,回来的人才越来越多,赵杰教授说,这是和国内脊柱外科学科日渐成熟、整体医疗条件日趋完善分不开的。

  从榔头锯子到如今的机器人手术,改革开放40年,也让骨科乘着改革的东风成长,不少新技术、新业务也率先在国内开展,而上海第九人民医院,更是当仁不让的领头羊。


  十几年前,如果有人告诉你3D打印可以应用在医学上,你一定难以想象。但随着3D打印技术的不断完善,这个本来在工业领域应用的技术在医疗领域也大放异彩——打印毛细血管、打印皮肤、打印可移植人耳,当然,还有3D打印的骨骼。与其他尚在尝试的领域相比较,骨科由于其专业特点与3D打印技术特征吻合度较高,3D打印在骨科的应用与发展可以说是最快的,尤其是在复杂的脊柱侧弯手术和颈椎手术中,3D打印技术能够提高手术效率,减少术中和术后并发症的发生。
  善于运用新技术,是戴尅戎院士领衔的九院骨科团队的一贯传统,回溯过去,九院骨科虽然起步较晚,却能够后来居上,靠的就是大胆创新。
  1978年,戴尅戎教授从上海钢铁研究所一位工程师那里了解到,有一种用于宇宙飞船的金属材料具有“记忆功能”。经过三年的共同合作,戴尅戎教授团队终于发明了蜚声海内外的形状记忆加压骑缝钉,解决了骨折治疗中的一大难题,开创了国内外骨科形状记忆合金应用的历史先河;1985年,戴尅戎教授完成了美国一家实验室濒临中断的骨粒骨水泥动物实验,首先研制出了骨粒骨水泥并用于人工关节固定和肿瘤切除后的骨缺损修复中;不仅如此,新世纪初始,他又开始了干细胞移植与基因治疗促进骨软骨再生的系列研究,取得了具有自主知识产权的成果。  
  上世纪80年代,在一次会议上,戴尅戎院士与时任上海交通大学精密机械系主任王成焘教授相识,从此开始了两人长达20多年的合作。当时,人工关节只有6~9种型号,但每个病人的情况都是不同的,如何实现人工关节的个性化定制,成为戴尅戎院士的研究兴趣点,最终,他与王成焘教授合作的计算机辅助定制技术解决了这一问题。
  20世纪90年代,戴尅戎院士和王成焘教授又将快速原型(RPT)技术引入中国骨科学界,经过多年改造升级,逐渐应用于临床。
  2013年,九院成立了国内首家3D打印技术临床转化中心,这在骨科圈内是独一无二的;2014年,中心购置了医用金属3D打印机,创风气之先;去年,中心与全国近20家医院签约成立了分中心,通过九院的辐射作用带动全国各省市,进一步推动了3D打印技术的发展。
  厚积而薄发,如今的九院已经是3D打印技术的重镇,为数百位患者提供了个体化骨关节修复假体。据赵杰主任透露,未来九院骨科还将在新的生物材料上下功夫,研发出更多能在临床应用中发挥作用的产品,造福广大患者。
  
链接;爱惜你的脊椎

1.给脊柱一个好的休息姿势。睡觉时,枕头高低选择不当,或者床垫过于柔软都会增加脊柱载荷、加剧脊柱劳损;因此,选择适宜高度的枕头以及有良好支撑作用的硬质床垫,是保护脊柱的重要方法。
2.避免久坐。现代人工作学习都离不开电脑,在电脑前伏案工作时,记得定时起立活动,放松脊椎。
3.规律作息。避免熬夜,让身体和精神都有一个好的状态。
4.合理运动。推荐每周做2~3小时的有氧运动,特别是游泳对于脊柱健康的维护有很好的帮助作用。
5.避免外伤。出现意外第一时间寻求专业医师诊治。

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