个性化3D打印的膝关节植入物或将帮助成千上万的关节炎患者-技术圈

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来源：sciencedaily

一种使用3D打印植入物的突破性新疗法，在未来或将为数以万计的膝关节骨性关节炎患者带来缓解，在虚拟“仿真”试验证明安全性之后，该疗法已获准在英国患者中试用。

巴斯大学治疗创新中心（CTI）工程师开发的个性化早期膝关节骨性关节炎治疗方法，主要使用3D金属打印技术，能够制造出完全适合每个病人的个性化医疗级钛合金板。

TOKA(Tailored Osteotomy for Knee Alignment)疗法改善了用于重新调整患者膝关节的高位截骨(HTO)钢板的手术过程和配合，使其比现有的普通钢板更稳定、更舒适、更能承受重量。

该技术还简化了HTO手术，使手术更快，因此更安全。

在一项基于计算机的试验中，利用28名患者的CT扫描数据，对HTO钢板进行了虚拟安全测试。这项仿真临床试验是世界上第一个证明骨科设备安全性的试验，它模拟了将施加在定制板上的应力，并显示它们的安全性与标准治疗方法相当。

治疗创新中心教授Richie Gill说：“膝关节骨性关节炎是重要的健康、社会和经济问题，但始终没有得到应有的重视。45岁以上的女性中有四分之一患有此病，男性中约有15%。”

“膝关节置换术只对晚期骨关节炎有用，所以患者可能在很长时间内都处于痛苦之中，不得不带着残疾生活。我们希望新的TOKA程序能改变这种情况”。

接受TOKA的膝关节骨性关节炎患者将接受膝关节的3D CT扫描，然后创建个性化的3D打印手术指南和钢板，两者都是根据他们的胫骨（小腿）骨的形状。

这个过程还首次将3D打印的螺纹应用于HTO板，这意味着它们可以被优化定位，以帮助固定在骨头上。

当临床中心恢复开展选择性手术时，巴斯、布里斯托尔、埃克塞特和卡迪夫的医院将参加一项随机对照试验，将病人的结果与现有的普通HTO手术进行比较。

TOKA技术的测试已经在意大利开始，作为博洛尼亚Rizzoli研究所试验的一部分，迄今已有25名患者接受了新的个性化HTO钢板。

胫骨高位截骨（HTO）手术通过对胫骨（小腿骨）进行切割并打开一个小缝隙来重新调整膝关节，这需要用一块金属板来稳定。这种重新排列将负荷转移到膝关节的一个不太“磨损”的部分。手术的结果取决于切口的准确程度和缝隙的打开程度。

Gill教授补充说，“HTO手术有很长的临床历史，如果手术没有严重失误，效果就会非常好。外科医生遇到的困难是实现高精确度，这就是为什么我们创建了TOKA方法，它从CT扫描和数字计划开始。”

“3D打印定制的膝关节植入物，并在手术前进行扫描，这意味着外科医生在手术前将清楚地知道他们将看到什么，以及植入物将放在哪里。”

“除了外科医生能够精确规划手术外，还可以根据扫描数据自动3D打印出手术指南（或夹具）和板状植入物，每个都是针对病人的个性化设计。”

“重要的是，这种类型的治疗可以缓解膝关节骨性关节炎的症状，同时保留自然关节。”

同时，预先规划也大大简化了手术，可以将手术台上的时间从两小时缩短到30分钟左右。