用3D打印技术攻克恶性气管狭窄和气管瘘难题

本文转自：劳动报

用3D打印技术攻克恶性气管狭窄和气管瘘难题

王忠敏团队建立复杂性气管梗阻性疾病和气管瘘介入诊疗体系获原创性成果

瑞金医院举行复杂气道狭窄多学科门诊揭牌仪式。

恶性气管狭窄和气管瘘通常因肿瘤、创伤或感染等原因导致，随着疾病的进展，它们会严重影响患者的呼吸功能，使患者的生活质量严重下降，且常常威胁生命。

气管支架植入术可以迅速缓解气管的狭窄，封堵瘘口，提高患者的生活质量。但由于不同患者隆突和支气管的形态复杂多变，且气管隆突角在不同呼吸相和体位发生变化，商用常规气管支架难以适应不同患者的气管解剖学特点，易引起疼痛、组织增生、支架移位等并发症。上海交通大学医学院附属瑞金医院放射介入科教授王忠敏多年来联合呼吸与危重症医学科，共同探索建立了复杂性气管梗阻性疾病和气管瘘的多学科介入诊疗关键技术和体系，取得了系列原创性成果。

3D打印个性化定制气管支架

3D打印技术是一种通过逐层堆积材料来构建三维实体的方法。自20世纪80年代诞生以来，3D打印技术已经在多个领域展现出巨大的应用潜力。医学领域受益于3D打印技术的快速发展，尤其是在个性化医疗和定制化植入物方面，不断取得突破。通过3D打印，医生可以根据患者的具体解剖结构和病变情况，设计并制造出精确匹配的气管支架。

王忠敏团队通过对气管支架治疗复杂气管狭窄病变及气管瘘中积累的临床经验，以及对使用器材的感性认识，创新提出科研思路和器材使用要求，与合作企业共同研发出改良支架。该支架能够适应不同患者的气管解剖学特点，与气管匹配度高、顺应性好、刺激性小，在临床初步应用中取得了良好的疗效。

王忠敏团队通过薄层胸部CT检查获取患者的气管CT扫描数据，利用医学影像处理软件进行三维重建，得到患者气管的精确模型，然后根据病变的具体情况，设计个性化的气管支架。设计过程中，需要考虑支架的支撑力、柔韧性、生物相容性等因素。每个3D重建数据集都以立体光刻（Stereolithographic，STL）格式保存并发送到3D打印工作站RS600，用层压光敏树脂SOMOSXC逐层打印，而后在3D打印气管模型的引导下，进行支架个性化编织。

相关研究成果发表在国际胸外科领域排名第一和第二的SCI杂志 The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery、The Annals of Thoracic Surgery，共发表SCI论文6篇，取得发明专利1项、实用新型专利2项。

精准定制支架突破传统禁区

王忠敏团队借助3D打印模具编织患者个性化气管支架，同时在气管主干与分支连接处采用分节设计，有利于增加病人对支架的耐受性，降低支架的并发症。这种高顺应性、低刺激性的分节式气管支架，左、右分支可随左、右主支气管变化，对气管壁刺激小，且直径不发生明显变化，从而提高了患者的耐受性，降低了出血、穿孔、肉芽增生、支架移位等并发症，同时保证了支架左、右分支的通畅性。

3D打印技术辅助个性化定制的分节式“Y形”气管支架，可治疗累及气管下段、隆突区域、支气管的复杂气管狭窄，改善患者的呼吸困难症状，提高生活质量，操作也比较安全；同时也可为抗肿瘤治疗（放化疗）提供条件，并在肿瘤负荷减小之后取出。

尽管3D打印个性化定制气管支架植入在治疗恶性气管狭窄和气管瘘方面已经取得了一定的成果，但仍面临一些挑战和问题。例如，如何进一步提高支架的生物相容性、降低并发症发生率，是当前需要解决的关键问题。此外，3D打印技术的成本高，普及程度以及医生对新技术的接受程度不够，也是影响其广泛应用的因素。

未来，随着技术的不断进步和临床经验的日益积累，相信这些问题都将得到逐步解决。同时，随着新材料和新技术的不断涌现，3D打印个性化定制气管支架的应用前景将更加广阔。

文/郭炜宁