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2016年07月06日 星期三
中青在线

科学现场

靠3D打印脊椎站起来

中国青年报·中青在线记者 高珮莙  来源:中国青年报  ( 2016年07月06日   11 版)

    6月12日下午,麻醉过后的袁先生在病床上醒来,满脑子就两个字——“敞亮”。受益于全球首个3D打印人工脊椎,这个41岁的北京爷们儿从北医三院手术台上死里逃生。

    从发现恶性肿瘤到跨过生死界限,袁先生觉得自己“死过一回了”,“跳悬崖,摔断了一条胳膊,那都不是事儿”。

    如果没有北医三院骨科主任刘忠军为他“私人定制”长达19厘米的3D打印人工脊椎,袁先生即使切掉肿瘤、侥幸捡回一条命来,也注定只能瘫在病床上度过后半生。那段在全世界尚属首例的3D打印脊椎,是支撑他跳过生死悬崖的唯一支柱。

    “跳过去了,我能陪我闺女到结婚” 

    躺到手术台上接受全身麻醉前,袁先生很清楚横亘在面前的一方是天堑,一方是迷雾,摔下去就是粉身碎骨。他站在无路可退的悬崖边,眼一闭心一横,“真没了我也认了,要是跳过去,我能陪我闺女到结婚”。

    做手术前,袁先生5岁的女儿到医院来看了他一次。尚在懵懂年纪的孩子说,“梦见爸爸出院了”。

    去年11月突然发现腰疼时,袁先生只以为是普通的腰椎间盘突出,没想到在朝阳一家医院被查出是骨结核。他不放心,当天下午就又跑到301医院挂了个专家号,折腾一轮下来竟然确诊为脊索瘤,“治疗方案十分棘手”。

    这一下,袁先生“口干舌燥,整个人都晕了”。这种从胚胎时带来的恶性肿瘤发病率只有几百万分之一,普通人“中彩票都中不上”,却砸到了他头上。更让人绝望的是医生束手无策,301医院的医生直言不讳——“这活儿太大了”。

    做完穿刺后的几天,袁先生躲在外边没敢回家。“挺难面对家人的,说我完了?”唯一陪在身边的妻子每天从早哭到晚,怎么劝都停不住。

    来到北医三院后,跟大夫聊了许久的袁先生看到了一丝曙光。他又按照原定计划去了上海,长征医院给出的治疗方案差不多。原本准备去美国、日本、欧洲寻医问药的袁先生有了信心,决定回北京看病。

    再次回到北医三院后,医患双方已经有了默契,很快确定治疗方案,“连讨论的时间都省了”。

    主刀医师刘忠军为袁先生准备的治疗方案,是手术切除被癌细胞侵蚀的第十节胸椎到第二节腰椎,除此之外“别无选择”。如此大范围的脊椎切除手术,在国内外都是很大的难题,下一步如何恢复脊椎结构、保护脊髓,让患者回归正常生活,才是真正的挑战。

    钛网是以往椎体件支撑的最常用器材,但成品最长只有10厘米左右,远远不够完成5节脊椎的大跨度支撑,更何况圆柱状的钛网与脊柱“S”形的生理曲线并不匹配。即使能找到长度合适的钛网,它也可能出现移位,压迫脊髓神经,导致患者瘫痪。

    精心研究袁先生的病情后,刘忠军决定依据他的解剖结构,利用金属3D打印技术为他“量身打造”一段人工椎体。这段“私人定制”的内植物形态、大小、曲度与患者原本的脊椎完全契合,上面还有海绵一样的微孔,类似于人体骨骼结构中的骨小梁。

    “这些微孔不仅让内植物重量更轻,还能让相邻正常脊椎的骨组织长进来,最终实现骨融合。”刘忠军捧着自己亲手制作的脊椎模型如数家珍,“这是它与以往工艺相比的独特优势。”

    今年5月,国家食品药品监督管理总局批准注册了我国首个金属3D打印人工椎体。袁先生的“不治之症”迎来了转机。

    “如果没有这项技术,这个手术我们做不了。这是个难以接受的悲剧。”刘忠军说,“装上人造脊椎,患者可以挺起脊梁,像正常人一样工作,生活。”

    冲过去就能多活几年,“也许是5年,也许能活到80岁”

    在侧卧的病人前胸斜划开一道30厘米长的切口,剥离层层叠叠的肌肉组织,截断两根肋骨,将胸腹主动脉、膈肌、肺、肠道等器官和组织推开,把5节脊椎尽可能完整地取出。和平常每一次手术一样,骨科主任医师韦峰细长干净的手指异常稳定。

    做手术是个“细活儿”,医生得时刻保持精神高度紧张。上惯了大手术的韦峰不觉得这6小时的手术有多特别,“很常规,一点儿都不惊心动魄,一切都很平稳”。要说不一样,是手术的超高难度和风险。即使同样是“雕花”,这朵花也格外大一些。

    为了保护被环形的脊椎骨“围”在中间的脊髓神经,刘忠军设计了前后两期手术。第一次手术从后路把5个椎板分别切掉。第二次手术走前路,将脊柱的前半部分整体取出——手术难就难在这里。

    韦峰告诉记者,如此“大动干戈”是为了保证不伤到脊髓神经,同时尽可能少进入肿瘤。“就像吃西红柿,一口咬碎难免汁水四溅,整个吞进去就不会溅出来。”这位年轻的主任医师打了个比方,“切开瘤子不可避免地会让肿瘤细胞流出来,经过它的次数越少越好。”

    更需要医生极度小心翼翼绕开的,是那根比初生婴儿还要脆弱百倍的脊髓。一不小心碰到它,病人轻则大小便失禁,重则瘫痪,甚至可能当场死亡。

    手术风险太大了。家里人一会儿坚定,一会儿犹豫,彷徨了很长时间。反对最激烈的是袁先生的父亲。这位看透了世事却看不破生死的老爷子,担心“活生生的大儿子说没就没了”。

    手术前,袁先生没心思干别的,每天躺在病床上没完没了地拿手机查资料。他怕“今天还好好一大活人明天就拜拜了”,又觉得自己“没有退路,再缓两年就更没法治了”。积水潭医院医生说过的一句话反复在他脑子里回放:“你现在就是站在悬崖边上,前面可能是5米,10米,也可能根本跳不过去,但就是死你也必须得跳,没准就活了。”

    来回琢磨了无数次,袁先生决定冒险从悬崖上冲过去,为的是跟家人多相处几年,“也许是5年,也许能活到80岁”。

    袁先生知道,切除肿瘤让他活下来,3D打印人工脊椎,则让他和常人一样站着活了下来。

    如果把治疗方案比作把宇宙飞船发射上天,起后期重建作用的3D打印脊椎,只是保证发射角度不偏离轨道。但在韦峰看来,科学家在脑子里把它从无到有地设计出来,才是整个治疗方案中最精彩、最独创的部分。

    刘忠军相信机遇偏爱有准备的头脑。没有多年来慢慢积累的专业之外的知识,没有想解决的问题,就算接触到新想法也是白搭。六七年前,3D打印还没在普通人中间火起来时,他就敏锐地意识到了这项新技术可能给骨科带来颠覆性的改变。

    和助手韦峰一样,这位身担医教研重任的全国人大代表经常半夜两点多才休息,凌晨回复邮件是家常便饭,每天睡眠时间只有四五个小时。

    他2010年开始搞研究,2012年进行临床观察,2014年用世界首例3D打印人工枢椎技术治疗肿瘤,2015年又实现了3D打印髋关节。2016年年初,澳大利亚称完成全世界首例3D打印椎体置换治疗颈椎肿瘤时,刘忠军已主刀完成了6例同样的手术。

    刘忠军相信,自己有这个想法时,“全世界都没有”,但欧美国家政策宽松,审批环节要简单得多。这是“全世界处在同一起跑线上”的难得机遇,不抓住,以后会越走越难。

    为了不落于人后,这位“业界数一数二的大牛”拿着“骨头”到处游说。两会小组会议时,别的代表包里装着文件,刘忠军浑身揣着模型,到发言时就在会议桌上一字排开,呼吁相关部门开启“绿色通道”,让审批环节再短一点、再快一点。

    “救了一条命,临床医疗上了一个台阶”

    做完手术不到一个星期,医生已经提醒袁先生的家属好几次,可以扶他站起来活动了。他没像以往做完手术的病人那样被“镶嵌”在框子里。

    中国青年报·中青在线记者到时,袁先生坚持让家人把床头调高了一点。他还有些虚弱,但思路清晰,眼神清亮灵活。病房里另外两位患者的家属低声拉着家常,一股属于“活着”的气息扑面而来。

    第一次手术时,一大家子人守在手术室外“百感交集”。担心得吃不下饭,紧张得不停看表,累了就在过道里的长椅上歇一会儿。袁先生的弟弟清楚地记得,那扇门关了整整12个小时,哥哥是在晚上9点半被推出来,做手术时流了3000毫升血,因为肝功能不好,等了四五个星期才做第二次手术。

    等待第二次手术的那段日子,是袁先生最脆弱难熬的阶段。手术越临近,他心里越是“翻滚得厉害”。妻子从家里发来孩子的视频,从得病就没掉过眼泪的他哭得稀里哗啦。

    如今,袁先生怀着置之死地而后生的勇气捡回了这条命。

    “救了一条命,临床医疗上了一个台阶”,两件事一样让刘忠军高兴。

    在刘忠军看来,医学科学工作者就是要解决临床问题,治病救人。如果不为病人着想,只搞些“听起来高精尖,但除了发几篇论文什么用都没有”的东西,那就“走偏了”。

    骨科每天手术使用大量内植物,对工艺要求高的高端产品仍大量依赖进口,费用极其昂贵。老百姓总觉得看病贵,但内植物往往占了骨科手术收费的66%,甚至80%~90%,手术收费标准其实非常低。

    如果能在3D打印领域实现自主创新,中国企业就能够自己生产物美价廉的高端内植物,足以推动临床医疗再上一个台阶。患者既享受到了高新科技带来的好处,经济负担还能大大降低。即使保守估算,也预计能比以往降一半。

    刘忠军承认,实现3D打印骨科内植物的规模化生产,仍然任重道远。而对于袁先生来说,与病魔争夺生命的拉锯战也只是告一段落。部分肿瘤组织是从神经上片下来的,有没有残留谁也不敢打保票。

    “战斗才刚刚开始。”穿白大褂的韦峰衣角带风地赶去上门诊,转身匆匆留下一句话。

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