3D打印

跨界實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療的新時(shí)代

ainet.cn   2024年11月28日

在特拉維夫醫(yī)療中心,一位年輕的患者被診斷出患有罕見的癌癥,數(shù)月來一直飽受疼痛和活動(dòng)受限的困擾:核磁共振成像顯示,肩胛骨(肩胛骨)廣泛受損,侵襲性腫瘤浸潤周圍肌肉。前方是一條充滿挑戰(zhàn)的道路,當(dāng)務(wù)之急是切除受影響的骨骼,同時(shí)盡可能保留肩部功能。

患者最初接受了化療以縮小腫瘤,但仍有必要進(jìn)行肩胛骨全切除術(shù)。 面對(duì)可能使患者失去肩部功能的手術(shù),特拉維夫醫(yī)療中心專家與PTC 和 Hexagon 的團(tuán)隊(duì)選擇了另一條道路:他們將設(shè)計(jì)并植入一個(gè)定制的 3D 打印鈦合金肩胛骨,并根據(jù)患者的獨(dú)特解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作。這種方法不僅能恢復(fù)患者的活動(dòng)能力,還有助于重新定義未來復(fù)雜骨骼手術(shù)的治療方案。

而植入物設(shè)計(jì)的基本要求和挑戰(zhàn)很多,其中包括:

(1)保留患者原有的解剖體積、形狀和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。

(2)優(yōu)化植入物的機(jī)械性能,同時(shí)盡量減輕重量。

(3)為肌肉連接提供一組最佳錨點(diǎn)。

(4)采用先進(jìn)的晶格結(jié)構(gòu),促進(jìn)結(jié)締組織和肌肉的生長,利用 Creo 設(shè)計(jì)金屬增材制造技術(shù)最大限度地減少支撐和變形。

(5)采用最小表面,確保關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

(6)利用先進(jìn)的機(jī)械模擬,驗(yàn)證植入物在肩部和手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)的承重能力。

(7)確保植入物的可制造性并減少打印試驗(yàn),利用 Simufact Additive 模擬并補(bǔ)償在打印過程中導(dǎo)致部件變形的熱機(jī)械過程。

(8)利用 VGSTUDIO MAX 處理 CT 掃描數(shù)據(jù)并驗(yàn)證復(fù)雜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和打印金屬的特性,從而驗(yàn)證成功打印的質(zhì)量,以獲得認(rèn)證。

顯然,PTC 和 Hexagon 的團(tuán)隊(duì)此刻需要找到一種方法,為這名年輕的癌癥患者定制肩胛骨植入物。 而該項(xiàng)目需要極高的精度來解決復(fù)雜的問題,團(tuán)隊(duì)需要找出一種方法,在解剖、醫(yī)療、工程、制造和認(rèn)證限制之間實(shí)現(xiàn)理想的平衡。

在特拉維夫醫(yī)療中心專家的指導(dǎo)下,PTC 和 Hexagon團(tuán)隊(duì)利用 Creo 快速成型制造和高保真模擬設(shè)計(jì)工具的強(qiáng)大功能,成功制作出完全個(gè)性化的肩胛骨植入物,并利用 Hexagon 的技術(shù)成功制造和認(rèn)證了該植入物。

手術(shù)按計(jì)劃進(jìn)行,個(gè)性化植入體與患者的解剖結(jié)構(gòu)完美契合。 通過 Creo 設(shè)計(jì)和 Hexagon 認(rèn)證工具實(shí)現(xiàn)的精確定制部件在患者的快速康復(fù)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,使她能夠在幾天內(nèi)開始恢復(fù)活動(dòng)能力,這也是植入物所蘊(yùn)含的卓越工程技術(shù)的最好證明。 如今,患者正在進(jìn)行康復(fù)治療,功能得到了恢復(fù),生活質(zhì)量也得到了提高。

特拉維夫蘇拉斯基醫(yī)療中心(Tel Aviv Sourasky Medical Center)外科創(chuàng)新和三維打印部門負(fù)責(zé)人Solomon Dadia博士強(qiáng)調(diào)了這些進(jìn)步的意義: "生物活性打印植入物是植入物的未來! 復(fù)雜的可植入打印材料的開發(fā),加上強(qiáng)大的增材制造和模擬軟件,使我們能夠?qū)⒅悄苤踩胛镆胪饪祁I(lǐng)域。 這些植入物與組織相互作用,優(yōu)化其在體內(nèi)的存活,確保完美貼合并促進(jìn)組織生長。 這些進(jìn)步標(biāo)志著個(gè)性化醫(yī)療進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。

病人的快速康復(fù)凸顯了個(gè)性化醫(yī)療解決方案的深遠(yuǎn)影響,而在醫(yī)學(xué)、工程和技術(shù)的突破性融合中,來自特拉維夫醫(yī)療中心、PTC 和 Hexagon 的世界級(jí)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)醫(yī)學(xué)突破:特拉維夫醫(yī)療中心 在以患者為中心的護(hù)理方面處于領(lǐng)先地位,為開創(chuàng)性外科技術(shù)設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn);PTC引領(lǐng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療解決方案的突破;??怂箍?Hexagon) 利用數(shù)字孿生技術(shù)預(yù)測(cè)和改進(jìn)制造流程,推動(dòng)高質(zhì)量部件的快速交付。

這項(xiàng)合作也為重新定義個(gè)性化醫(yī)療做出了貢獻(xiàn),它整合了數(shù)字技術(shù),創(chuàng)造出支持軟組織高效生長的個(gè)性化解決方案。 對(duì)于面臨復(fù)雜骨骼癌癥的患者來說,這標(biāo)志著一個(gè)新的曙光——創(chuàng)新技術(shù)與體貼入微的醫(yī)療服務(wù)的結(jié)合。其中,利用Creo實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科合作為每位患者量身定制解決方案,將成為重塑醫(yī)療保健的下一個(gè)前沿領(lǐng)域。

(來源:PTC)

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