實體模型的力量：查爾斯王子醫(yī)院的3D打印手術(shù)案例

2025年7月14日，澳大利亞布里斯班的查爾斯王子醫(yī)院外科醫(yī)生成功為一名50多歲的男性患者實施了一項復雜的主動脈手術(shù)，患者的主動脈擴張至正常大小的四倍，醫(yī)護人員形容其胸部如同“定時炸彈”。為了確保手術(shù)的成功，醫(yī)生團隊使用了真人大小的3D打印主動脈模型，這一技術(shù)創(chuàng)新為手術(shù)提供了重要支持。



3D打印模型的設(shè)計與制作
這款3D打印的主動脈模型由赫斯頓生物制造研究所的工程師精心設(shè)計，花費了近四天時間，使用多種材料打印而成。模型不僅能準確地反映主動脈的形狀，還具備一定的柔韌性，方便外科醫(yī)生在手術(shù)前進行觸摸和研究。

利亞姆·喬治森是參與制作該模型的工業(yè)設(shè)計師，他表示，模型結(jié)合了硬質(zhì)和軟質(zhì)材料，這使部分區(qū)域摸起來像骨頭，而其他區(qū)域則如同肌肉，能夠更真實地模擬人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。




△柔軟的3D打印模型

精確手術(shù)規(guī)劃的重要性
在澳大利亞和新西蘭，共有39個醫(yī)院單位能夠進行成人心臟手術(shù)，但僅有少數(shù)醫(yī)院能夠執(zhí)行高度復雜的手術(shù)如主動脈弓置換術(shù)。這類手術(shù)不僅耗時長達9小時，還需要在手術(shù)中冷卻患者的身體并暫停血流約20分鐘，外科醫(yī)生需要快速安裝合成移植物。查爾斯王子醫(yī)院的血管和血管內(nèi)外科醫(yī)生薩曼莎·佩登博士形容使用的移植物為“柔軟的防水夾克”，并稱其“如同精美的管道”。



傳統(tǒng)上，外科醫(yī)生在規(guī)劃手術(shù)時依靠二維掃描圖像（如CT或MRI）。然而，借助逼真的3D模型，醫(yī)生們能實際握住、旋轉(zhuǎn)并詳細檢查患者動脈的形狀。這種動態(tài)交互的方式能夠幫助外科醫(yī)生更精準地規(guī)劃復雜的曲線和脆弱的血管結(jié)構(gòu)，大大降低手術(shù)風險。


△查爾斯王子醫(yī)院手術(shù)室內(nèi)，外科醫(yī)生正在為一名男子進行主動脈大部分置換手術(shù)

患者的良好恢復情況
手術(shù)后患者恢復良好，目前已離開重癥監(jiān)護室，開始了康復治療。根據(jù)醫(yī)院報告，他沒有出現(xiàn)截癱等嚴重并發(fā)癥，手臂和腿部均能正常活動。盡管如此，他仍需在年內(nèi)接受第二次手術(shù)，以更換主動脈下段。此次手術(shù)的成功不僅歸功于3D打印技術(shù)的應用，還體現(xiàn)了創(chuàng)新在臨床實踐中的轉(zhuǎn)化價值。佩登博士表示：“這是健康創(chuàng)新直接轉(zhuǎn)化為臨床實踐改善的真實案例�！�

推廣3D打印技術(shù)的前景
查爾斯王子醫(yī)院并非首次在心臟手術(shù)中使用3D打印。根據(jù)醫(yī)院推出的相關(guān)項目，近年來，其心胸外科研究部門已成為3D打印主動脈裝置的領(lǐng)導者。2022年，他們借助PEARS（個人外部主動脈根部支持）項目，為超過100名患者提供了3D打印的主動脈根部外部支持裝置，顯著改善了患者的預后。

這一案例突顯了3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的巨大潛力。赫斯頓生物制造研究所正繼續(xù)研發(fā)更先進的模型，未來可能會添加模擬血流的功能，讓醫(yī)生在實際手術(shù)前進行更加逼真的練習。通過建立實體模型，外科醫(yī)生能夠在手術(shù)前更好地準備，有效減少了潛在風險。