【專欄】運用3D打印技術 提升骨科手術效益

方欣碩醫生
香港大學李嘉誠醫學院
矯形及創傷外科學系臨床副教授

近十年來,立體3D打印和電腦掃描技術已相當普及,在醫學上的應用亦越趨廣泛。港大醫學院的旗艦教學醫院瑪麗醫院獲捐贈多部工業用3D打印機,協助醫生施行手術,當中以骨科手術為數最多。自2016年至2020年底,在瑪麗醫院以3D打印技術所處理的病例數量,已是全港及亞洲地區最高。

3D打印可精確地製造結構複雜且獨特的手術用組件,亦可用於製作模型——不論是較大型的盆骨、脊骨等,或極細小的骨刺模型,都可輕易地透過3D打印機製作,醫生可運用模型向病人及其家屬更清晰地解說手術過程,亦可透過模型了解病症,從而作出更好的術前評估。

遇上手術難度較高、受傷位置較深,或是罕見病例,3D打印技術配合解像度高的3D電腦掃描,能令骨科手術前後所需的X光片和病人因手術所致的失血量大幅減少25%。以常見的骨折手術為例,術前醫生可利用3D立體掃描檢視皮肉位置和所需置入體內的鞏固組件之間的布局,令醫生「落刀」位置更準確,造成的傷口亦更小。

不同的3D打印機及其優劣可綜合如下:

打印機類型用途優點缺點
熔融沉積成型(FDM)適合一般的手術用途成本低、成功率高、耐用需要專人清除接駁支架
光固化(SLA)以光固化成型、用於製造表面光滑的部件表面光滑度高,可處理細微的組件易斷,打印速度慢
選擇性雷射燒結(SLS)以激光固化尼龍粉末成型硬度高、適合為病人度身訂造手術工具組件小量生產時成本較高、需要較多空間
聚合物噴射(Polyjet)用於多種顏色、混合用料的成型適用於多種色彩的模型製作、較軟身成本高、不易消毒

運用3D掃描與打印技術進行骨科手術成本會較傳統手術高約2,000至4,000港元,但3D打印在協助處理大型骨骼組織,尤其是嚴重脊骨矯型手術時的效果非常顯著,能令手術時間由過往的15小時大幅減至8至9小時。現時瑪麗醫院的肩關節手術案例大部分都會採用3D打印技術協助進行,以提升手術效益,讓更多患者受惠。

<刊載於《東方日報》,2021年8月7日>