人間の骨構造を模倣した3Dプリントチタン合金大腿骨頭支持棒が初めて臨床使用される

最近、空軍医科大学西京病院整形外科の郭正教授率いる研究チームは、大腿骨頭壊死の患者の体内に勾配のある人骨構造を持つチタン合金支持棒を埋め込むことに成功し、痛みの症状を効果的に緩和し、関節機能を改善した。調査の結果、勾配型人骨構造を模倣した支持棒を大腿骨頭壊死の臨床治療に使用するのは世界初であり、大腿骨頭壊死の治療に新たな解決策を提供していることが判明しました。手術前に、大腿骨頭壊死部位の画像データに基づいて、人間の骨構造を模倣したチタン合金製の大腿骨頭支持棒をデジタル個別設計により3Dプリントしました。手術中は、大腿骨頭の壊死部分を支え、壊死部位の骨の修復を促進するために、最小限の侵襲で精度よく支持ロッドが埋め込まれます。

大腿骨頭壊死の発生率は高く、早期および中期の介入が重要です。<br /> 大腿骨頭壊死は、整形外科の臨床現場でよく見られる治療が難しい慢性疾患の一つです。不完全な統計によると、現在、世界で約3,000万人の大腿骨頭壊死患者がおり、中国では約400万人が大腿骨頭壊死を患っています。病気の初期段階では、股関節の周囲に鈍い痛みがあり、活動すると痛みが悪化します。さらに進行すると大腿骨頭の崩壊につながる可能性があり、最終的には人工関節に置き換えるしか選択肢はありません。大腿骨頭壊死の早期および中期段階での臨床介入により大腿骨頭の崩壊を遅らせたり予防したりすることは、股関節を保護するための重要な手段です。

これまで、初期および中期の患者に対する主な介入方法は、大腿骨頭の減圧のために穴を開けることでした。単純な減圧では疼痛症状は緩和されますが、壊死部位の機械的支持が不足するため、大腿骨頭の崩壊が加速される可能性があります。現在、多孔質タンタル棒は国際的に支持療法に使用されていますが、多孔質タンタル棒の治療効果には一定の限界があります。

郭正教授は手術後の移植効果を観察し、大腿骨頭支持棒の革新的な研究開発に8年を費やしました。大腿骨頭壊死の初期および中期介入の治療特性が極めて重要であることから、郭正教授のチームは2010年に大腿骨頭壊死の初期および中期治療の研究を開始しました。国家重点研究開発プロジェクト1件、国家863プロジェクト2件、国家自然科学基金プロジェクト4件の支援を受けて、安定した大腿骨頭壊死の大型動物モデルの確立に成功し、構成と材料が異なる10本以上の支持棒を開発し、国家発明特許4件を取得し、Int J Med Sci、ACS Appl Mater Interfacesなどの国際的に権威のある雑誌に多孔質支持棒に関する11本の関連研究論文を発表しました。

郭正教授のチームが開発した支持棒は、革新的な勾配人骨構造と中央チャネル設計を採用しています。勾配人骨構造設計は、大腿骨頭の荷重支持機能を代替または共有することができ、患者は正常に歩行中に大腿骨頭の崩壊を回避できます。これにより、骨組織の成長が促進され、周囲の骨と密接に統合されて機械的特性が向上します。中央チャネル設計は、中核髄質減圧を維持するためのチャネルとして使用することができ、また、人工骨やその他の骨誘導活性物質を注入するためのチャネルとしても使用することができ、注入された人工骨または骨誘導薬剤を大腿骨頭の壊死領域に集中的に分布させ、新しい骨の形成を促進し、壊死領域を修復することができる。
ファン・ホンビン教授がサポートロッドの埋め込み手術を実施
大腿骨頭壊死の低侵襲かつ精密な治療のための 3D プリントサポートロッドの移植<br /> 陝西省楡林市出身の李偉さん（仮名）は、6か月前に左股関節に痛みが生じ、しゃがんだり力を入れたりすると痛みが著しく悪化した。しかし、的を絞った治療法はなく、症状の悪化や歩行困難につながっています。西京病院に到着後、検査により、両側大腿骨頭壊死があり、壊死領域が広いことが確認された。専門家チームは協議の結果、一連の革新的な成果を適用して、人間の骨構造を模倣したチタン合金製の大腿骨頭支持ロッドを移植することを決定しました。

手術前に、西京病院整形外科、西安ディメンションバイオテクノロジー、陝西東旺科技が共同で設計し、大腿骨頭壊死部位の画像データに基づいて、デジタル個別設計により人体の骨構造を模倣したチタン合金製の大腿骨頭支持棒を3Dプリントした。手術は西京病院整形外科のファン・ホンビン教授が担当した。病変により大腿骨頭の荷重部の骨が破壊され、壊死範囲も広かったため、チタン合金の支持棒を埋め込むほか、骨髄間質細胞を含む人工骨も充填材として移植した。

ファン・ホンビン教授によると、手術全体は低侵襲で、移植手術はスムーズに進み、わずか30分しかかからなかった。関節置換術を回避し、低侵襲かつ正確な手術を実現し、手術費用を節約した。手術当日には股関節周囲の疼痛症状が大幅に緩和され、術後1週間で関節機能も良好に回復しました。

人間の骨を模した3Dプリントチタン合金製大腿骨頭支持棒が国家発明特許を取得し、大腿骨頭壊死の治療に新たな解決策を提供し、近い将来、より多くの大腿骨頭壊死患者に恩恵をもたらすことが期待されていると報じられている。

出典：中国軍事ネットワーク

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