「また歩ける！」3Dプリント技術が蘇州の75歳の女性の復活を助けた

出典：江蘇メディアグループ

「また歩けるようになったよ！」顧おばあちゃんの喜びは言葉では言い表せませんでした！

技術は日々進歩しており、3Dプリント技術はもはや新しい言葉ではありません。しかし、3Dプリント技術を非常に困難で複雑な関節再置換手術に適用し、個人に合わせた正確な治療計画を策定することで、75歳の顧おばあちゃんは再び立ち上がって歩くことができました。これは技術の光であり、患者にとっての祝福です。最近、蘇州大学付属第一病院整形外科の主任医師である石衛東氏率いるチームが、このような手術を成功させました。手術中に複数の技術をうまく取り入れたことは、蘇州市、さらには江蘇省でも先駆的な進歩です。

私が歩けないのは誰のせいですか？

16年前、顧おばあちゃんは左大腿骨頸部骨折のため人工股関節全置換術を受けました。手術は成功し、彼女は何年も不快感を感じていません。しかし、2年前から左股関節に痛みを感じるようになり、徐々に悪化して歩けなくなってしまいました。顧おばあちゃんは左股関節全置換術後に人工関節が緩んだと診断されました。

2000年ごろから中国では人工股関節全置換手術が大量に行われるようになりました。この技術は、股関節疾患で障害を負った患者の生活の質を大幅に向上させました。しかし、当時の状況の制約により、人工関節の材料、設計、加工、手術技術はすべて限られていました。さらに重要なのは、人工関節はすべて耐用年数に問題があったことです。そのため、このタイプの手術を受けて20年近く経つと、患者は徐々に体内に埋め込まれた人工関節にさまざまな問題を抱えるようになり、再手術が必要になりました。

さらに、石衛東院長は、これらの患者は一般的に高齢で、複数の疾患を抱えており、体調も悪いと指摘しました。さらに、修復が必要な股関節の骨欠損は重度で、欠損の形状もさまざまです。患者自身も、骨粗しょう症などの問題の程度が異なり、これらすべてが治療に大きな困難をもたらしています。

非常に難しいですね、どうやって問題を解決すればいいのでしょうか？

石衛東主任のチームは3Dプリント技術を使って顧おばあちゃんの股関節の患側の縮小モデルを印刷し、関連する画像データと組み合わせて顧おばあちゃんの状態を詳細に研究・分析した結果、従来の再手術法では顧おばあちゃんに手術を施すことができないことが判明した。

顧おばあちゃんの寛骨臼は、下肢の骨盤と大腿骨をつなぐ重要な部分ですが、緩んでいて、本来の支持機能と活動機能に耐えられませんでした。また、寛骨臼の周囲には重度の骨溶解と骨欠損があり、寛骨臼の人工骨は陥没したり、ひっくり返ったりしていました。これが顧おばあちゃんが歩けなかった本当の理由でした。

施衛東院長は、顧おばあちゃんの寛骨臼の骨欠損は非常に大きく、ほぼ成人の拳半分の大きさであると指摘した。これまで、このような患者は自家骨移植で欠損骨を補うことができたが、自家骨の供給量が限られており、同種骨は吸収されやすいため、これは不可能だった。たとえ手術が成功しても、安定した支持を提供することはできない。

さらに、石院長は骨密度検査により、顧おばあちゃんの骨密度は腰椎T値が-4.9、大腿骨頸部T値が-4.3であることを発見しました。このような骨密度は、普通の成人が顧おばあちゃんの骨を簡単に「平らにする」ことができることを意味します。このような骨に手術を施すことは、土壁に釘を打ち込むようなものです。どうすれば修復できるでしょうか？ほぼ不可能です。

3Dプリント技術は不可能を可能にする

顧おばあちゃんのジレンマをどう解決するか？外傷が少なく、正確な人工関節と効果的な固定で顧おばあちゃんの股関節を修復するには？おそらく、3D プリント技術がそれを実現できるでしょう。

患者の状態と股関節の 3D CT スキャンを慎重に評価した後、Shi 院長のチームは、顧おばあちゃんの骨粗鬆症を治療し、修正のために股関節をカスタマイズすることを決定しました。

手術前に、チームは有限要素ソフトウェアを使用してモデリングを完了し、患者に比例した 3D 骨盤モデルを印刷しました。また、体外での手術リハーサル用に、祖母の股関節にぴったり合う寛骨臼カップ、充填ブロック、大腿骨プロテーゼの試用モジュールも設計しました。チームは手術に向けて慎重に準備し、顧おばあちゃんの手術のために最も徹底した準備をしました。

施院長は、実際の手術のプロセスはリハーサルと似ていると紹介した。寛骨臼に充填ブロックを挿入し、その上に寛骨臼カップをかぶせる。3Dプリントのパーソナライズされた利点を利用して、寛骨臼カップの穴あけ位置と方向を合理的に選択し、スクリューを介して寛骨臼カップを股関節の骨密度の高い部分にできるだけ固定し、釘を多方向に打ち込んで全周をロックしてしっかりと固定する。最後に、寛骨臼カップを大腿骨人工器官に合わせて固定し、手術を完了する。施院長は、今回の手術で使用された人工関節はチタン合金から一体型に印刷されており、患者の自家骨と接触する部分は骨梁構造になっていることを特に指摘した。この構造の細孔により、自家骨が成長して癒合することが可能になった。

左の写真はモデルです。オレンジは寛骨臼カップ、青は充填ブロック、緑は寛骨臼カップを固定する大径ネジ、赤は寛骨臼ウィングカップを固定する小径クロスロックネジです。右の写真は術後の画像です。

このタイプの手術における 3D プリント技術の利点は非常に明白であると言えます。適合するプロテーゼは患者自身の骨と十分に接触し、方向性のあるクロスロックスクリュー固定技術により、プロテーゼの効果的な即時固定を実現できます。骨梁構造により、患者自身の骨の成長と骨の統合が促進され、効果的な長期固定が実現します。案の定、顧おばあちゃんは手術後5日で歩行器の助けを借りて歩行を再開することができ、手術後1か月で体重をかけて歩行を再開することができました。

テクノロジーの光がより多くの患者の笑顔を取り戻す

新しい技術の開発は、各レベルの病院、部門、チーム、患者とその家族の支援と努力と切り離せないものです。整形外科の楊慧林主任の積極的な配慮の下、約3か月の入念な準備を経て、麻酔科や手術室などの多科医療スタッフの協力を得て、主任医師の石衛東と副主任医師の林軍のチームは、顧おばあちゃんの左股関節再置換手術を無事に完了しました。お年寄りのご家族は感謝の気持ちを表す横断幕を送ってくれました。チームにとって、お年寄りが歩けるようになった後の笑顔は、何よりの励みとなりました。

この手術で使用される3Dプリントされた骨梁構造充填ブロック、寛骨臼カップ、延長および適合した大腿骨人工器官、方向性クロスロックスクリュー固定などの技術も、蘇州市、さらには江蘇省で先進的であることがわかっています。今後、3Dプリント技術は医療分野でさらに広く活用されるようになると信じています。

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