3D打印多孔鉭假體搭載抗生素為關(guān)節(jié)感染患者帶來生機(jī)！

來源：大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院

張先生（化名），65歲男性，27年前因外傷行左髖關(guān)節(jié)手術(shù)治療，之后反復(fù)感染，左髖部經(jīng)歷內(nèi)固定取出、清創(chuàng)引流、植入物斷裂等多次手術(shù)。來我院就診時(shí)，股骨頭缺損，左下肢短縮，髖臼缺損，左髖關(guān)節(jié)僵硬的狀態(tài)，嚴(yán)重影響日常生活，張先生已經(jīng)因?yàn)樘弁磁P床半年時(shí)間。且患者入院時(shí)血沉、CRP等炎癥指標(biāo)均高于正常值，存在感染未痊愈、再次手術(shù)感染極易復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

慢性關(guān)節(jié)感染是由細(xì)菌引起并伴有骨質(zhì)破壞的慢性炎癥過程，由于炎癥反復(fù)發(fā)作，感染遷延不愈， 對(duì)患者肢體功能產(chǎn)生較大影響，如肌肉萎縮、病理性骨折、肢體短縮或畸形，甚至引起關(guān)節(jié)攣縮、僵硬及活動(dòng)困難。因此，慢性關(guān)節(jié)感染一旦形成，常常需要多次治療，其病程周期長(zhǎng)，難以根治，給患者帶來極大的身心痛苦，也給患者家庭和社會(huì)造成沉重負(fù)擔(dān)。

目前，臨床上對(duì)于慢性關(guān)節(jié)感染的治療通常采用手術(shù)治療聯(lián)合全身/局部抗生素治療。就抗生素治療而言，首先需要選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)募?xì)菌敏感性抗生素；其次在整個(gè)治療期間，抗生素需要維持在足夠的抑菌濃度血清水平，從而達(dá)到治療效果。換句話說，慢性感染的治療不僅要考慮藥物的種類，還要兼顧將藥物運(yùn)送到感染部位的方法。由于患處往往血運(yùn)較差，即使全身應(yīng)用抗生素也不能在病患處形成足夠有效的血藥濃度，從而導(dǎo)致治療效果不佳。

為解決這一問題，趙德偉教授的團(tuán)隊(duì)研究出3D打印多孔鉭金屬假體搭載抗生素，不僅能緩解抗生素對(duì)細(xì)胞的毒副作用和體內(nèi)骨生成的抑制作用，而且改善感染部位的骨再生，局部用藥則可以在病患處形成足夠的藥物濃度，從而對(duì)病患處細(xì)菌進(jìn)行殺滅，這為慢性關(guān)節(jié)感染治療提供新思路。趙德偉及其團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于骨髓炎、骨不連的臨床治療與基礎(chǔ)研究，引領(lǐng)新型骨修復(fù)材料的基礎(chǔ)研發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化，發(fā)表諸多研究論文，為對(duì)抗骨與關(guān)節(jié)感染做出突出的貢獻(xiàn)。

趙德偉教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過周密的術(shù)前討論，為張先生定制了3D打印多孔鉭金屬髖關(guān)節(jié)假體，計(jì)劃利用多孔結(jié)構(gòu)搭載抗生素完成一期關(guān)節(jié)置換手術(shù)。該手術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于不僅一期完成髖關(guān)節(jié)重建，恢復(fù)患者的髖關(guān)節(jié)活動(dòng)功能，還能長(zhǎng)期有效的局部釋放抗生素，治療感染、避免感染再次發(fā)生。

按照術(shù)前設(shè)計(jì)的假體位置和角度，趙德偉教授成功為張先生安裝了3D打印多孔鉭假體，利用可降解人工骨搭載萬古霉素的技術(shù)，發(fā)揮髖關(guān)節(jié)周圍穩(wěn)定的抗炎作用。目前張先生手術(shù)7個(gè)月了，髖關(guān)節(jié)疼痛完全消失，最擔(dān)心的感染也沒有發(fā)生，術(shù)后復(fù)查的感染性指標(biāo)均在正常的范圍內(nèi)。

3D打印多孔鉭人工髖關(guān)節(jié)的優(yōu)勢(shì)：

1.多孔結(jié)構(gòu)有利于載藥：假體的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部可以搭載敏感的藥物，利用緩慢降解的材料使藥物緩慢釋放，使患處能夠長(zhǎng)期達(dá)到有效的藥物濃度，減少了長(zhǎng)期全身用藥對(duì)其他器官的副作用。

2.多孔結(jié)構(gòu)有利于骨長(zhǎng)入：多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率及空間結(jié)構(gòu)是仿骨小梁結(jié)構(gòu)，有利于骨長(zhǎng)入。多孔結(jié)構(gòu)在釋放藥物控制感染的同時(shí)，骨骼會(huì)長(zhǎng)入到多孔結(jié)構(gòu)，使假體與骨骼融為一體，達(dá)到真正的生物固定，防止假體松動(dòng)。

3.3D打印提供個(gè)性化和精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)：假體大小與多孔結(jié)構(gòu)的參數(shù)都是根據(jù)患者骨骼和感染情況進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，多孔結(jié)構(gòu)既要兼顧假體的強(qiáng)度又要便于載藥和骨長(zhǎng)入，因此，每個(gè)假體都要經(jīng)過精密的設(shè)計(jì)與生物力學(xué)測(cè)試。