「3D列印可動人工頸椎」填補國際空白

「3D列印可動人工頸椎」讓術後患者頸部可以旋轉運動、給金屬材料「按摩」可去除材料中的缺陷，這些高大上的研究成果獲得了陝西省科學技術一等獎。5月25日，記者從西安交通大學舉行的科技成果新聞發布會上獲悉，該校的《3D列印技術重建脊柱脊髓功能的臨床應用與相關研究》《微納尺度典型金屬材料的力學特性及其內在機理》等6項成果獲得陝西省科學技術一等獎，15項成果獲得二等獎，獲獎總數及一等獎數量均居全省第一。

據西安交通大學第二附屬醫院賀西京教授研究團隊助理研究員蔡璿博士介紹，他們結合金屬3D列印技術，開發出個性化穹窿頂鈦籠式人工頸椎，在國際上創新性提出了椎體次全切術後可動人工椎體—椎間盤複合體植入、重建椎體運動部門功能的理念，研製出可動人工頸椎假體和人工寰齒關節。已成功開展了世界首例可動人工寰樞關節置換手術。

蔡璿博士稱，鈦籠、鈦板的固定手術被稱為頸椎的融合手術，是當前世界上臨床應用很廣泛的術式，缺陷是手術節段頸椎將永久喪失它的運動功能，術後患者的頸部活動嚴重受限，影響生活品質。通用的鈦籠是臨床醫生在手術中手工剪裁的，邊緣銳利容易塌陷，塌陷率高達79.7%~93.3%。

該團隊研發出3D列印個性化穹窿頂鈦籠，消除了傳統鈦籠的銳利邊緣，能精準適配頸椎解剖形態，同時增大了有效支撐面積，大幅度提高了穩定性和手術療效，降低了塌陷率。目前3D列印的鈦籠已經過200餘例的臨床應用，近兩年的隨訪證實，鈦籠塌陷等併發症發生率從90%降到10%，較傳統鈦籠的塌陷發生率顯著下降。

按照「以可動固定代替融合」的設計思路，科研人員結合金屬3D列印技術，研發出一種由一個椎體和上、下兩個中板組成的非融合假體，替代現有的鈦籠和鈦板，重建頸椎的運動功能，將它植入頸椎後成功地保留頸椎在各個方向上的運動。

與傳統融合術相比，可動人工頸椎成功保留頸椎側屈和旋轉活動度，降低鄰近節段應力，且能長期維持頸椎生物力學的穩定性，消除了傳統鈦籠的銳利邊緣，能精準適配頸椎解剖形態，同時增大了有效支撐面積，大幅度提高了穩定性和手術療效，降低了塌陷率，為解決頸椎次全切、減壓融合術後活動度喪失這一世界性難題提供了新思路。

「可動的人工頸椎可以引領未來頸椎的發展方向。」賀西京教授和他的研究團隊信心滿滿。目前，該項目的研究成果目前已在10餘家三級甲等醫院中得到推廣應用。

另一科技成果新聞發布項目是由西安交通大學材料科學工程學院院長、西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室副主任單智偉主持的「微納尺度典型金屬材料的力學特性及其內在機理」項目，團隊成員劉博宇博士形象的比喻：給金屬材料「按摩」可去除材料中的缺陷，利用所開發的微納表徵測試技術，對霧霾顆粒的成分、形貌和力學性能進行了系統定量測試，研究成果獲得社會廣泛關注。

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