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西京醫(yī)院甲乳血管外科凌瑞主任展示4D打印生物可降解材料填充物

2017年6月6日上午，來自陜西的28歲患者張雪(化名)來到第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院復(fù)查。2016年8月，西京醫(yī)院甲乳血管外科專家團隊聯(lián)合西安交通大學(xué)機械制造系統(tǒng)國家重點實驗室李滌塵教授、賀健康教授團隊，利用計算機輔助4D打印生物可降解材料填充物，為張雪成功實施乳腺癌切除和乳房重建手術(shù)。通過近一年的隨訪，復(fù)查結(jié)果顯示張雪乳房外形良好，植入物與自體組織相容性好。據(jù)西安交通大學(xué)教育部科技查新工作站(Z08)查新，計算機輔助4D打印生物可降解材料填充物乳房重建手術(shù)為世界首例，為諸多乳腺癌乳房切除患者帶來新的重建方式。

醫(yī)工跨界協(xié)作 研發(fā)4D打印生物可降解材料填充物 乳腺癌患者常常需要切除整個乳房，帶給女性巨大生理和心理創(chuàng)傷，而保乳手術(shù)的開展又有限制，特別是對于腫瘤和切除面積較大的患者。 針對該醫(yī)學(xué)難題，在西京醫(yī)院甲乳血管外科凌瑞主任指導(dǎo)下，張聚良副教授團隊與西安交通大學(xué)機械制造系統(tǒng)國家重點實驗室李滌塵教授、賀健康教授團隊多次研討，經(jīng)過近兩年協(xié)力攻關(guān)，成功研發(fā)出4D打印生物可降解材料填充物，克服了填充物結(jié)構(gòu)設(shè)計上的系列難題，實現(xiàn)了填充物有足夠的力學(xué)支撐，能夠在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)變形和降解，同時保證了材料的彈性和網(wǎng)格狀特性，確保自體組織生長填充。
術(shù)前模擬精準設(shè)計 為27歲乳腺癌患者乳房再造 2016年8月，不幸罹患乳腺癌的張雪在西京醫(yī)院接受治療。當時腫瘤的大小超過了6cm, 盡管實施了新輔助化療，但仍只能實施乳房全切，這對于當時只有27歲的張雪，始終難以接受。為了徹底解除張雪的困擾，西京醫(yī)院甲乳血管外科聯(lián)合麻醉科、放射診斷科、放療科、病理科、感染科、手術(shù)室等學(xué)科專家多次術(shù)前討論，決定為其實施計算機輔助4D打印生物可降解材料填充物乳房重建手術(shù)。 術(shù)前，首先由西京醫(yī)院放射診斷科的團隊進行薄層的乳房MRI掃描，張聚良副教授手術(shù)團隊通過核磁共振成像精確采集腫瘤及乳房影像信息，在計算機上進行三維重建和模擬切除。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)模擬切除的組織缺損精確設(shè)計填充物大小，進行缺損部位一比一3D打印。 手術(shù)當日，由西京醫(yī)院甲乳血管外科凌瑞主任、張聚良副教授主刀，首先依據(jù)計算機模擬的結(jié)果進行了左側(cè)乳腺癌的大范圍切除并腋窩淋巴結(jié)清掃，之后，在缺損的乳腺組織處植入了預(yù)先設(shè)計好的4D打印生物可降解材料填充物，成功進行了乳房重建。患者術(shù)后恢復(fù)良好，第三天即出院，術(shù)后患者還常規(guī)接受了放療。術(shù)后幾次復(fù)查，植入物可見逐漸塑形，與組織相容性良好，自體纖維血管組織開始生長。
乳腺癌高發(fā) 4D打印提供全新乳房重建術(shù)式 全世界每年約有160多萬女性罹患乳腺癌，我國乳腺癌占女性全部惡性腫瘤發(fā)病率的16.8%，每年新發(fā)病例18萬多，乳腺癌已成為威脅女性健康的“頭號殺手”。 此次應(yīng)用的生物填充材料屬于“4D”范疇，加入了時間維度，即通過改變結(jié)構(gòu)和材料的分子量，填充物可以在設(shè)定的時間內(nèi)進行變形降解，避免在體內(nèi)留有異物。此次為張雪植入的生物可降解材料填充物即可在1年半至2年時間內(nèi)變形降解，在此時間內(nèi)，自體的纖維組織會逐漸生長進入植入物內(nèi)，最終完全替代植入物，保證了乳房的外形。 該術(shù)式的成功實施，極大地拓寬了乳腺癌保乳手術(shù)適應(yīng)癥，避免了自體組織乳房重建的巨大創(chuàng)傷，以及應(yīng)用硅膠假體帶來的并發(fā)癥，而且填充物可以精準個體化設(shè)計，將成為全新的乳房重建術(shù)式。