華泰3Dプリントチタン合金仙骨骨盤結合人工関節移植手術は成功し、患者は再び立って歩くことができるようになった。

古代、女媧は色とりどりの石を精錬して天を修復しました。今日、医療では3Dプリントされた骨盤が使用されています。生活のあらゆる側面に浸透した3Dプリントは、その強力な力で再び私たちの想像を超えました。
2018年12月21日午前12時、南方医科大学第三付属病院（広東省整形外科病院）整形外科の李浩苗主任と彼のチームは18時間に及ぶ手術を行い、華泰3Dで初めての異常に巨大な仙骨骨盤腫瘍の切除を成功裏に完了しました。また、3Dプリントされたチタン合金仙骨骨盤複合人工器官を使用して骨盤と仙骨の大きな骨欠損を修復し、異常に巨大な仙骨骨盤腫瘍の個別化された精密治療を実現しました。資料を調べたところ、国内外でこれほど巨大な腫瘍を除去し、3Dプリントしたチタン合金製の仙骨骨盤複合人工器官を移植して修復する手術を行ったという報告は見つかりませんでした。
2019年1月21日、南方医科大学第三付属病院（広東整形外科病院）骨腫瘍科の高度な術後看護技術のケアにより、患者は手術合併症の発生を回避し、ついに最初の小さな目標である座ることができました。さらなるリハビリと理学療法を経て、患者は再び立ち上がって歩き、人生の道を再び歩むことが期待されます。
骨盤輪腫瘍の手術は、人間の医療技術の最前線における大きな課題である
骨盤腫瘍は、その名の通り、骨盤輪に発生する腫瘍です。人間の骨盤輪は、左右の寛骨、仙骨、尾骨で構成されています。かつては、骨盤腫瘍の発生率は胃がんや腸がんに比べてはるかに低かったため、一般にはあまり知られていませんでした。近年、骨盤腫瘍に対する人々の注目が高まっています。その主な理由は3つあります。第一に、骨盤腫瘍の手術は難しくリスクが高く、かつては手術禁忌の領域でした。第二に、骨盤の構造は複雑で、腫瘍は深部に位置することが多く、早期発見が困難です。ほとんどの患者が診断されたときには、腫瘍はすでに大きく成長しており、予後は非常に悪いです。第三に、ほとんどの悪性腫瘍は遅かれ早かれ骨に転移するため、転移性骨腫瘍の治療を求める患者が増えています。 骨盤輪腫瘍の治療の難しさは、主に次の 4 つの側面に反映されます。
まず、骨盤再建は困難です。骨盤は人体の上肢と下肢の接合部に位置し、体幹を支え、下肢を連結し、内臓を保護し、局所構造は複雑で不規則であり、機械的性質も複雑である。腫瘍を除去しながら骨盤を再建し、四肢の機能を維持する方法はさらに困難です。
第二に、骨盤には血液が非常に豊富に供給されているため、手術が非常に困難になります。手術中に大量の出血をいかにコントロールするかは、外科医にとって大きな課題です。
第三に、手術には多くの合併症が伴います。統計によると、約 70% の患者が手術中および手術後に出血、周囲臓器の損傷、創傷感染などのさまざまな合併症を経験します。
第二に、そして第四に、人間の骨盤は閉じた「骨の輪」です。その気密性により、腫瘍は体表面に異常な症状を示さずに自由に成長することができます。その結果、多くの患者が診断されたときには、腫瘍はすでに非常に大きくなっており、治療を非常に困難にしています。
患者 Li XX は、仙骨の悪性骨肉腫を患っていました。腫瘍は長年にわたって持続しており、サイズが巨大で、仙骨全体、骨盤の半分、骨盤の反対側の半分の大部分を侵しており、骨盤輪の約 5/6 が腫瘍に侵されていました。手術をしなければ、患者は生存できません。手術を選択した場合、その巨大腫瘍は通常の骨盤腫瘍の大きさや難易度をはるかに超えており、除去は困難です。除去後、骨盤輪の1/6しか残りません。骨盤輪欠損の再建は、既存の医療技術の能力をはるかに超えています。
李浩苗院長と彼のチームは、研究を重ねた結果、患者のために巨大な腫瘍を完全に除去する異例の手術を行うことを決定しました。また、患者の骨盤輪の欠損に基づいて骨盤輪の人工器官の設計をカスタマイズし、3Dプリント技術を使用して人工器官を正確に製造し、最終的に手術台に人工器官を設置して骨盤輪の欠損の修復を完了しました。最終的には、腫瘍を完全に除去することを前提として、患者の機能が最大限に維持され、術後の合併症が最小限に抑えられます。
華泰3Dプリント技術が、異常に巨大な骨盤輪腫瘍の手術の成功に貢献
手術前に、李昊苗院長は病院全体で多職種による協議を組織した。専門家らは協議の末、巨大腫瘍の外科的切除の具体的な計画を策定し、患者の外科的切除法に特化した義肢を設計した。一方では、患者本来の体型と骨の解剖学的構造を考慮し、他方では、手術計画の切除範囲と残存する1/6骨盤輪構造を考慮し、同時に、手術中の予期せぬ状況に対応できるよう義肢の調整スペースを設計した。また、当社はHuatai 3Dの中国および海外の科学者チームと緊密に連携し、製造要件を満たしながら繰り返し改良を重ね、義肢の製造強度と精度を最大限に高めています。
Huatai 3Dの中国と海外の科学者チームは、義肢の設計改良、3Dプリント、後処理を完了し、臨床医の要件を満たしながら、完成前に生体力学的テストを繰り返し完了しました。その後、華泰3Dはオーストラリアのモナッシュ大学付加製造センター、北峰科技、易佳3D、イギリスのレニショー3Dプリント整形外科応用センターなどの中外の科学者らと共同で約5か月間研究を行い、100回近くのテストと数百万元の費用をかけて、ようやく要件を満たす3Dプリントチタン合金「腰椎+仙骨+骨盤」複合義肢を試作し、手術をスムーズに進めることができた。
最終的に、李浩苗主任のチームは手術台の上で、術前の計画に従って腫瘍全体を無事に除去し、3Dプリントされた義肢を使用して欠損した5/6骨盤輪を再建しました。これにより、患者の臀部と片方の下肢が保存されただけでなく、ほとんどの機能も保持されました。患者は回復後に歩行も可能になり、自力で身の回りのことができるようになるかもしれません。
左：バスケットボールほどの大きさの仙骨と骨盤の腫瘍全体を無事に切除
右: 3Dプリントされたパーソナライズされた人工器官を使用して骨盤輪を再建する

新しい3Dプリント技術は、人類の医学の最先端への「窓」を開くだけでなく、患者に「新たな希望」をもたらします。この3Dプリントされたチタン合金骨盤リング複合人工製品は、南方医科大学第三付属病院の李昊苗院長と広州華泰3D材料製造有限公司が率いるチームによるもので、中国の医療技術が先進国を上回り、中国製造2025に向けて前進することに少しでも貢献しています。
Huatai 3Dが作成した3Dプリントチタン合金複合仙骨プロテーゼ

「優れた医療製品は、臨床医と製品エンジニアの共同作業の結果でなければなりません。」朱先文氏は記者団に対し、3Dプリントされたチタン合金製モジュール式全仙骨義肢の発売が成功したのは、まず第一に、国が科学技術革新を重視しているおかげだと語った。最も重要なのは、臨床医と製品エンジニアの協力、そして患者に合わせたオーダーメイド設計と先進的な3Dプリント製造とのシームレスなつながりだ。
3Dプリント技術の応用朱先文氏によると、3Dプリントは生体適合性に優れたチタン合金材料を使用する。従来の鍛造、鋳造、スプレーなどの技術と比較して、その最大の利点は、複雑な構造、特殊な構造、パーソナライズされたデザインの迅速な加工と製造を容易に実現できることである。さらに、3D プリント技術はチタン合金インプラントの表面に骨梁構造を構築することができ、骨細胞の移動と増殖を促進するだけでなく、骨とインプラントの確実な統合を促進します。
「整形外科用3Dプリントに関しては、当社は完全に独自の設計と技術に依存し、探求に努めています。」朱先文氏は次のように述べた。「広東整形外科病院腫瘍科との今回の協力は、2018年2月7日に南方病院脊椎整形外科と協力して初の3Dプリントチタン合金人工脊椎インプラント手術を成功させた後、華泰3Dにとってもう一つの大きな進歩です。華泰3Dは、高精度技術を使って公衆に利益をもたらすという夢の実現に向けて、より多くの志を同じくする人々と協力することを楽しみにしています。」
「以前は、考えることはできても実行することはできませんでした。3Dプリント技術は想像を現実に変えることができます。考えた通りのものを手に入れることができるのです。」朱先文氏は3Dプリント技術を「魔法のようです。あらゆる種類のパーソナライズされたカスタマイズされた3Dプリント製品を生産することができます。」と表現した。
国産の革新的な医療製品は、「高額医療」の状況を大きく変えることもできる。整形外科患者の医療費を例にとると、我が国の整形外科医療消耗品の研究開発と製造技術は先進国に比べて遅れているため、技術独占と貿易戦争による封鎖に耐えなければなりません。現在、費用の50％～80％は輸入医療消耗品に費やされています。 3Dプリント技術を持つ今、整形外科用医療消耗品の研究開発と製造技術において他社を追い越し、「技術追随者」から「技術リーダー」へと転身することが期待されています。そして、自主的な知的財産権を持つ国産品が大規模に採用されれば、「高品質・低価格」の状況を実現できるかもしれません。「伝統と現代性は、時には壁や考え方によって隔てられていることがあります。革新的な製品には常に比類のない利点がありますが、伝統的な製品にもかけがえのない地位があります。臨床医により正確な解剖学的再建ソリューションを提供し、患者の幸福と満足度を高めるためには、この2つが互いに補完し合う必要があります」と朱先文氏は述べた。
出典: 3Dプリンティングオンライン

華泰3Dプリントチタン合金仙骨骨盤結合人工関節移植手術は成功し、患者は再び立って歩くことができるようになった。

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