西京医院国际首创计算机辅助4D打印乳房重建术

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西京医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，来自陕西的28岁患者张雪(化名)来到第四军医大学西京医院复查。2016年8月，西京医院甲乳血管外科专家团队联合西安交通大学机械制造系统国家重点实验室李涤尘教授、贺健康教授团队，利用计算机辅助4D打印生物可降解材料填充物，为张雪成功实施乳腺癌切除和乳房重建手术。通过近一年的随访，复查结果显示张雪乳房外形良好，植入物与自体组织相容性好。据西安交通大学教育部科技查新工作站(Z08)查新，计算机辅助4D打印生物可降解材料填充物乳房重建手术为世界首例，为诸多乳腺癌乳房切除患者带来新的重建方式。

医工跨界协作 研发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个乳房，带给女性巨大生理和心理创伤，而保乳手术的开展又有限制，特别是对于肿瘤和切除面积较大的患者。针对该医学难题，在西京医院甲乳血管外科凌瑞主任指导下，张聚良副教授团队与西安交通大学机械制造系统国家重点实验室李涤尘教授、贺健康教授团队多次研讨，经过近两年协力攻关，成功研发出4D打印生物可降解材料填充物，克服了填充物结构设计上的系列难题，实现了填充物有足够的力学支撑，能够在预设的时间内变形和降解，同时保证了材料的弹性和网格状特性，确保自体组织生长填充。
术前模拟精准设计 为27岁乳腺癌患者乳房再造2016年8月，不幸罹患乳腺癌的张雪在西京医院接受治疗。当时肿瘤的大小超过了6cm, 尽管实施了新辅助化疗，但仍只能实施乳房全切，这对于当时只有27岁的张雪，始终难以接受。为了彻底解除张雪的困扰，西京医院甲乳血管外科联合麻醉科、放射诊断科、放疗科、病理科、感染科、手术室等学科专家多次术前讨论，决定为其实施计算机辅助4D打印生物可降解材料填充物乳房重建手术。术前，首先由西京医院放射诊断科的团队进行薄层的乳房MRI扫描，张聚良副教授手术团队通过核磁共振成像精确采集肿瘤及乳房影像信息，在计算机上进行三维重建和模拟切除。在此基础上，根据模拟切除的组织缺损精确设计填充物大小，进行缺损部位一比一3D打印。手术当日，由西京医院甲乳血管外科凌瑞主任、张聚良副教授主刀，首先依据计算机模拟的结果进行了左侧乳腺癌的大范围切除并腋窝淋巴结清扫，之后，在缺损的乳腺组织处植入了预先设计好的4D打印生物可降解材料填充物，成功进行了乳房重建。患者术后恢复良好，第三天即出院，术后患者还常规接受了放疗。术后几次复查，植入物可见逐渐塑形，与组织相容性良好，自体纤维血管组织开始生长。
乳腺癌高发 4D打印提供全新乳房重建术式全世界每年约有160多万女性罹患乳腺癌，我国乳腺癌占女性全部恶性肿瘤发病率的16.8%，每年新发病例18万多，乳腺癌已成为威胁女性健康的“头号杀手”。此次应用的生物填充材料属于“4D”范畴，加入了时间维度，即通过改变结构和材料的分子量，填充物可以在设定的时间内进行变形降解，避免在体内留有异物。此次为张雪植入的生物可降解材料填充物即可在1年半至2年时间内变形降解，在此时间内，自体的纤维组织会逐渐生长进入植入物内，最终完全替代植入物，保证了乳房的外形。该术式的成功实施，极大地拓宽了乳腺癌保乳手术适应症，避免了自体组织乳房重建的巨大创伤，以及应用硅胶假体带来的并发症，而且填充物可以精准个体化设计，将成为全新的乳房重建术式。