12歳の少女が再び立ち上がる、唐都病院が中国北西部で初の3Dプリント脊椎インプラント手術を完了

女児は病棟の廊下を慎重に歩いていた。付き添っていた両親や主治医は笑顔と視線で女児を励ました。「状況からすると、２日後には退院できるでしょう」と主治医は女児の両親に告げた。この少女は12歳で、名前は何琳琳（仮名）といい、甘粛省青陽市に住んでいる。2017年11月の体育の授業中、走っているときに突然足に痛みを感じた。両親は彼女を空軍医科大学唐渡病院に連れて行った。一連の厳密で詳細な検査の後、最終的に何琳琳は骨腫瘍を患っていることが判明した。彼女の背骨の椎骨の一部は腫瘍にほぼ完全に包まれていた。椎骨が病気になると、まず麻痺が現れ、その後死が訪れるのを待つことになる。唐都病院の整形外科医が何琳琳の手術を行っている。手術前の診断に基づき、整形外科医は、何琳琳の脊椎に悪性腫瘍が増殖していると判断した。手術の結果に関しては、原則として、腫瘍の除去が徹底されればされるほど、再発の可能性は低くなります。そのため、医師は病気の椎骨と腫瘍を一緒に除去し、椎骨を再建することを望んでいます。唐渡病院整形外科教授の孫思国氏は、一般的に、医師が腫瘍を切除した後、腫瘍を再建する方法は2つあると知っている。1つ目はチタンメッシュを使う方法だ。しかし、チタンメッシュを骨に埋め込んだ後の最大の問題は、その沈み込み率が高すぎることだ。チタンメッシュを2つの椎骨の間に配置すると、支持面積が小さいため、上部の椎骨が下部の椎骨に簡単に沈み込み、脊椎が変形し、子供の将来の歩行に大きな問題が生じます。 2つ目は人工椎骨を選択することです。人工椎骨はチタンメッシュよりも接触面積が大きく、沈み込み率がはるかに小さいです。臨床現場では広く使用されていますが、人工椎骨は高価です。椎骨自体のコストは10万元以上で、手術などの他のコストは言うまでもありません。さらに、人工椎骨の固定モデルは少なく、カスタマイズできません。手術の結果はあまり理想的ではありません。

医師にとって重要なのは、どのように治療するかということだけではなく、最も科学的で効果的な治療を最低のコストでいかに提供するかということです。その家族は裕福ではなかったため、人工椎骨の価格は彼らの支払能力をはるかに超えていました。チタンメッシュを使用する場合、患者はまだ12歳なので、チタンメッシュを長期間体内に留置する必要がある可能性があります。メッシュが沈み込むと、背骨の湾曲に影響が及び、長期的な解決策にはなりません。孫思国と彼のチームは紛争に巻き込まれた。
両親と医師の励ましを受け、何琳琳さんは病棟の廊下を慎重に歩いていた。何琳琳さんの両親もまた難しい決断に直面していた。人工椎体インプラント手術を選択した場合、30万元または40万元という治療費は、一般家庭にとっては天文学的な数字となる。また、チタンメッシュを使用したり、手術を受けなかったりすることによる結果に耐えることもできません。どちらの選択肢にも困難と克服しにくい問題があり、費用を節約しながら何琳琳を治す方法を見つけることは、唐都病院整形外科が解決しなければならない緊急の課題となっている。

それから数日間、何琳琳の治療計画は孫思国の心の中にずっと残っていた。ある日突然、彼はひらめきを得て、他州の専門家と話し合った、3Dプリントを使って人間の臓器を移植する例を思い出した。 3Dプリントを試してみませんか？孫思国はこのアイデアを思いつきました。この少女に出会う前、彼は既存の材料で十分だと考えており、このような手術を完了するために 3D プリントを使用することは考えたこともありませんでした。このケースはかなり特殊です。一方ではお金の問題を解決しなければならず、他方ではそれを支える機能の問題を解決することを考えなければならないため、特殊な材料を印刷する必要があります。通常、病院では術前計画や術中テンプレート用のモデルを作成するために 3D プリントを使用します。

このアイデアは大胆ですが、実行できるでしょうか?これまで、人工関節は主に胸骨、肩甲骨、骨盤などの体重がかからない部位の置換に使用されていましたが、脊椎などの体重がかかる部位の置換は行われていませんでした。体重がかかる部位の義肢は作れますか？製造後、臨床現場で求められるさまざまな特性を満たすことができるでしょうか？

これらの疑問から、整形外科医の李暁祥氏は率先して唐渡病院の3Dプリンティング研究センターのエンジニアを探し出しました。徹底的な研究と議論の結果、印刷技術は要件を満たし、臨床で使用できることが明らかになりました。また、印刷材料は現在臨床現場で使用されている比較的成熟した材料と一致しており、安全性にも問題はありません。
それでも、整形外科医たちはまだ「満足していない」という。

「私たちがこの困難な仕事を引き受けた後、整形外科が価格について話し合いに来ました。孫思国教授は当初、無償という態度で私たちと話してくれました。私たちと話をしているとき、李暁祥医師は、子供の家族は経済的に困窮しており、この手術を受けなければ、おそらく麻痺して一生寝たきりになるだろうと繰り返し言っていました。」3D印刷技術研究センター所長の曹鉄生教授は、このようなチタン合金製ステントの印刷にも費用がかかり、最終的には交渉の末、費用のみが請求されたと語った。

何琳琳さんの家族にとって、3Dプリント材料の価格は人工椎骨の価格の10分の1以下です。医師が何琳琳さんの父親に、3Dプリント技術ならコストも安く、より良い結果が得られるだろうと伝えると、父親はためらうことなく同意した。「コミュニケーションの過程全体を通して、患者の家族は私たちをとても信頼し、疑うこともありませんでした。彼らの表情から判断すると、彼らは理解していないかもしれませんが、私たちをとても信頼していることが分かりました」と孫思国さんは後に振り返った。

何琳琳さんの両親と連絡を取り合った後、唐渡病院の整形外科医と3Dプリントセンターのエンジニアたちが準備を始めました。人間の脊椎は正常な生理学的湾曲を持っています。計算の後、李暁祥はエンジニアに生理的曲率の要件を提示しました。彼らは、滑り止め溝を設計し、上部と下部の接触面積を増やし、沈み込み率を減らし、義肢を可能な限り安定させました。さらに、義肢を脊椎に固定できるように、義肢に固定穴がいくつか設計されています。
手術前に医師らは賀琳琳のCT画像を注意深く検討し、手術計画を立てた。「設計者とエンジニアのコミュニケーションは、主に臨床上のニーズと技術的に実現可能かどうかに集中しました。この作業は非常に難しく、設計プロセスだけで2週間近くかかりました。」3Dプリント技術研究センター所長の曹鉄生教授は、椎骨の曲率と表面、および生理学的角度のため、ソフトウェアでシミュレーションし、その後、機械シミュレーション分析を行う必要があると述べた。
最初のコミュニケーションと分析の間、医師とエンジニアは椎骨の両側にシールを印刷し、それを直接埋め込む計画を立てました。 2回目のコミュニケーションと分析では、骨をつなげる必要があると考えられており、手術中に移植を準備する際に、チタン合金の椎骨の中空構造に人工骨を追加して、将来的に実際の骨とつなげてフィットできるようにする必要があります。

2週間の間に、医師と技術者は7回連絡を取り合い、話し合い、計画を最終決定する前に4つの計画を決定しました。計画が確定した後、3Dプリント技術研究センターはHe Linlinのためにグリーンチャネルを開設し、わずか3日間で椎骨がプリントされました。

1月5日、何琳琳さんは手術室に運ばれた。唐渡病院の整形外科医たちはこの手術のために1ヶ月間準備した。手術は4時間続きました。手術後、何琳琳さんは病室に戻り、麻酔から目覚めた。孫思国さんが「明日にはベッドから起き上がって歩けるようになる」と話すのを聞いて、何琳琳さんは涙を流した。それまで彼女は約2か月間ベッドで横たわっており、一時は二度と歩けなくなるのではないかとも思ったそうです。
孫思国はこの模型を使って何林林の病変部と状態を説明した。
1月19日の午後、彼女は自らベッドから起き上がり、病棟の廊下を歩き回った。彼女は約50メートルの廊下を慎重に歩いていた。歩幅は大きくなかったが、普通の人の歩き方と変わらないように見えた。「私たちにとって、これは奇跡です」と何琳琳の父親は興奮して語った。子供が唐渡病院に来た時からベッドから起き上がって歩けるようになった今に至るまで、医療スタッフ全員が全力を尽くし、とても感動しているという。

孫思国氏は、唐都病院が人体の荷重部位に3Dプリントした材料を埋め込むのは今回が初めてであり、西北地域では初の事例だと笑顔で語った。現在、何リンリンは歩くことに問題はなく、通常の活動もいくつか行うことができます。「半年もすれば走れるようになる」孫思国さんは自信満々だ。 1月25日、唐渡病院から何琳琳さんが退院し、23日午後に両親とともに電車に乗って帰宅したことが分かった。

出典：陝西日報

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