ハルビン医科大学癌病院：左胸壁腫瘍切除と3Dプリントチタン合金胸壁再建

2022年、65歳の李さんは治療のためハルビン医科大学付属癌病院胸部外科を訪れた。李さんは長年自力で治療を続け、7回の手術と2回の放射線治療を受けた。彼は北京の大規模な三次病院で手術を受けており、病理検査の結果、悪性線維性組織球腫と診断された。

患者は悪性線維性組織球腫（多形未分化肉腫）を患っているためです。非常に悪性度が高く、再発や転移を起こしやすい病気です。複数回の手術と放射線治療により、肋骨胸壁の筋肉と胸壁の軟部組織は深刻な欠陥と損傷を受けていました。これは 8 回目の手術であり、外科的再建の複雑さと皮弁による新しい組織の修復の複雑さは予見可能でした。患者は高齢で病状が複雑なため、腫瘍を除去すると胸壁の広範囲に欠損が生じ、呼吸異常や循環器系障害を引き起こすだけでなく、心臓が外部からの衝突や損傷に対して極めて脆弱な環境に晒されることになります。そのため、胸壁再建は必須です。

ハルビン医科大学付属癌病院第一胸部外科の徐世東主任が率いるチームは、当省で初となる左胸壁悪性線維性組織球腫切除＋3Dプリント肋骨型ジョンソン・エンド・ジョンソン製マトリックスRIB成形チタン合金ロッキングプレート＋胸壁再建手術を実施しました。

3D プリントの概念は、デジタルモデルファイルに基づくラピッドプロトタイピング技術です。粉末金属やプラスチックなどの接着可能な材料を使用して、層ごとに印刷することでオブジェクトを構築します。これは、デジタル技術の材料プリンターによって実現されます。
3Dプリントの原理は、コンピュータ支援設計とコンピュータ支援製造（CAD / CAM）、数値制御技術、レーザー技術、ポリマー材料、3次元CT技術などの分野を統合した新しいラピッドプロトタイピング技術であり、従来の等材料製造や材料除去製造技術とは異なり、積層製造とも呼ばれています。基本的には通常の印刷の原理と同じです。ラピッドプロトタイピング装置（プリンター）では、液体や粉末などの「印刷材料」を層ごとに積み重ねていき、最終的にコンピューター上の設計図を物理的なオブジェクトに変えていきます。「レイヤード製造、層ごとに積み重ねる」というのがその中核原理です。

3Dプリント技術は、胸部外科における個別治療の発展にとって重要な方向性です。まず、患者のCTまたはMRI画像データを抽出し、次に3次元再構成、リバースエンジニアリング、CADなどの技術を使用して治療を「調整およびカスタマイズ」します。3Dプリントを通じて個別化された物理モデルを作成し、物理的な製品を製造します。 3D プリント技術の臨床応用により、腫瘍切除の範囲、精度、正確性が向上し、手術後の患者の機能回復が保証され、術後合併症の発生が減少し、手術結果が向上し、有効性が向上します。

患者の手術中に、左胸壁に腫瘍が見つかりました。腫瘍の大きさは約10×10×8cmで、質感は硬く、境界は不明瞭で、第5肋骨と第6肋骨、肋間組織に侵入していました。徐世東医師のチームメンバーは巧みに腫瘍を完全に除去し、第5肋骨と第6肋骨を切断し、腫瘍と第5肋骨と第6肋骨および周囲の組織への浸潤を除去した。前回の手術で残った第 4 肋骨の残骸が見えます。第4、第5、第6肋骨はチタンプレートで再建され、鋼線で固定され、ポリエステル布で修復されました。リンパ節を除去し、胸腔を液体が透明になるまで洗浄しました。エアリークテストは陰性で、肺は十分に再膨張し、出血やエアリークは見られず、器具とガーゼは適切で、止血ガーゼを局所的に適用し、排液チューブを中腋窩線の第 7 肋間腔に配置し、排液チューブを皮膚に固定しました。肋骨を閉じ、胸部の切開部を層ごとに縫合し、手術は完了し、患者は術後病棟に戻されました。

患者さんの手術は順調に進み、手術時間は3時間45分、出血量は約100mlでした。その他の手術合併症は発生せず、患者は「左前胸壁と第5、第6肋骨の一部およびその周囲組織に腫瘍」と診断され、入院5日後に退院した。

3Dプリント材料（チタン合金）は、人間の骨胸壁欠損の修復における新しい技術です。3Dプリント技術の発展に伴い、医療機器製造業界は「カスタマイズ」の発展傾向を示しています。パーソナライズされた医療インプラント 3D プリント技術は、パーソナライズされた臨床手術で広く使用されています。 3Dプリントされたリブ形状を持つ「ジョンソンマトリックスRIB プリフォームチタン合金ロッキングプレート」は、疲労耐性が高く、胸壁の特性に合わせて成形し、胸壁を再建することができます。この方法により、より多くの患者が安定した胸郭を再建することが可能となりますが、3Dプリントのチタン合金材料は高価であり、極めて高度な外科技術が必要となります。

著者: 桂文平所属: ハルビン医科大学付属癌病院手術室

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