3D打印技術(shù)：為個人定制合適的中耳骨解決聽力減退問題

在耳內(nèi)深處，有三顆米粒大小的耳骨，作用是協(xié)助傳導(dǎo)來自鼓膜的聲音。通常如果其中一塊小耳骨損壞，可以由醫(yī)生植入一個陶瓷或金屬的替代品。但除非剛剛合適，不然它們很容易移位，造成更嚴重的聽力減退?，F(xiàn)今，研究者提出使用3D打印技術(shù)來為個人定制合適的中耳骨。目前植入陶瓷和金屬的辦法存在一個問題，即它們會在術(shù)中或術(shù)后移位。植入物還有可能被瘢痕組織覆蓋，從而失去導(dǎo)音能力。這類手術(shù)的成功率僅在55%到75%之間。

杰夫瑞·D·赫希博士是位于巴爾的摩的馬里蘭大學醫(yī)學院放射科助理教授，他受到3D打印人類假體（包括義肢）的啟發(fā)，為什么不用這個辦法試試制作耳內(nèi)小骨呢？借助CT掃描，研究者得到三塊耳骨的精確圖譜，這三塊耳骨有一個名字：“聽小骨”，他們依此打印出準確的模型，安裝到人體標本的耳內(nèi)。

據(jù)赫希介紹，“三塊小骨互相聯(lián)結(jié)，形同鏈條；任一環(huán)失靈都會引起傳導(dǎo)性聽力減退?！毖芯空叻謩e把三個人體標本，每個標本三個聽小骨，拿掉中間那個聽小骨。他們用CT掃描儀制圖，再依此以樹脂為原料用桌面3D打印機做出了一個簡單的支柱。支柱兩端呈杯形打開，恰好能卡進缺口。赫希請四位外科醫(yī)生對人體標本和打印出來的小骨進行配對?！斑@就像故事里面金鳳花姑娘看東西：這個太緊，那個太松”，赫希說。四位醫(yī)生都做了正確的配對，“他們說就跟卡扣一樣，剛剛好”，他進一步解釋道。這項研究在北美放射學會的年會上得到了展示；論文最初發(fā)表于《醫(yī)學3D打印》期刊上。

斯坦福大學羅伯特·杰克勒博士認為，這項研究是一個重要的概念性驗證。杰克勒是一名耳科、耳神經(jīng)科醫(yī)生，專門研究耳部疑難雜癥。他指出，一直以來，人們都把3D打印出來的中耳骨用于教授學生手術(shù)方法，但迄今還沒有在臨床病人身上用過。

注：網(wǎng)絡(luò)配圖

赫希和他的研究小組都忽略了一個問題：在手術(shù)期間，骨骼自身以及它與周圍組織的關(guān)系會發(fā)生變化，杰克勒說。耳骨在受到感染之后通常會受到侵蝕，醫(yī)生需要先做清理，那就意味著骨骼本身從術(shù)前到術(shù)中會有變化 。一個辦法就是最終把掃描設(shè)備和打印機搬進手術(shù)室，以便在手術(shù)進行過程中制作專屬的耳骨。

另外，打印材料必須具有生物相容性。它不能太重，并且需要有適當?shù)恼駝犹匦?，杰克勒強調(diào)，“如果它太有彈性、太松或是太重，那就對振動不利。同樣的道理，用太堅實的材料，聲音也傳不過去?！?br />
赫希坦言這項研究目前有不少局限。研究使用的人體是切割之后的局部標本，而非整個人的頭部，故而掃描不具代表性；并且研究者并未在后期進行傳導(dǎo)測試來檢驗修復(fù)后的耳骨能不能成功傳導(dǎo)聲音。讓他激動異常的是未來的無限可能，這其中就包括設(shè)計多孔植入體，并把人體干細胞浸注其中；干細胞能夠長出骨骼?！袄碚撋险f，如果植入浸有干細胞的假體，人體很有可能創(chuàng)生出一種以患者自身細胞為基礎(chǔ)的永久假體?！彼f。

赫希認為，打印耳骨只是假體打印浪潮中的一朵小浪花?！?D打印正在創(chuàng)造一場假體革命。未來任何人在任何時候需要任何植入物，都會是依據(jù)圖像數(shù)據(jù)做出的專屬、私人定制產(chǎn)品?！?br />
來源：AIP InsideScience & 企鵝科學
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