3D打印多孔钽假体搭载抗生素为关节感染患者带来生机！

来源：大连大学附属中山医院

张先生（化名），65岁男性，27年前因外伤行左髋关节手术治疗，之后反复感染，左髋部经历内固定取出、清创引流、植入物断裂等多次手术。来我院就诊时，股骨头缺损，左下肢短缩，髋臼缺损，左髋关节僵硬的状态，严重影响日常生活，张先生已经因为疼痛卧床半年时间。且患者入院时血沉、CRP等炎症指标均高于正常值，存在感染未痊愈、再次手术感染极易复发的风险。

慢性关节感染是由细菌引起并伴有骨质破坏的慢性炎症过程，由于炎症反复发作，感染迁延不愈， 对患者肢体功能产生较大影响，如肌肉萎缩、病理性骨折、肢体短缩或畸形，甚至引起关节挛缩、僵硬及活动困难。因此，慢性关节感染一旦形成，常常需要多次治疗，其病程周期长，难以根治，给患者带来极大的身心痛苦，也给患者家庭和社会造成沉重负担。

目前，临床上对于慢性关节感染的治疗通常采用手术治疗联合全身/局部抗生素治疗。就抗生素治疗而言，首先需要选择一个适当的细菌敏感性抗生素；其次在整个治疗期间，抗生素需要维持在足够的抑菌浓度血清水平，从而达到治疗效果。换句话说，慢性感染的治疗不仅要考虑药物的种类，还要兼顾将药物运送到感染部位的方法。由于患处往往血运较差，即使全身应用抗生素也不能在病患处形成足够有效的血药浓度，从而导致治疗效果不佳。

为解决这一问题，赵德伟教授的团队研究出3D打印多孔钽金属假体搭载抗生素，不仅能缓解抗生素对细胞的毒副作用和体内骨生成的抑制作用，而且改善感染部位的骨再生，局部用药则可以在病患处形成足够的药物浓度，从而对病患处细菌进行杀灭，这为慢性关节感染治疗提供新思路。赵德伟及其团队长期致力于骨髓炎、骨不连的临床治疗与基础研究，引领新型骨修复材料的基础研发与临床转化，发表诸多研究论文，为对抗骨与关节感染做出突出的贡献。

赵德伟教授团队经过周密的术前讨论，为张先生定制了3D打印多孔钽金属髋关节假体，计划利用多孔结构搭载抗生素完成一期关节置换手术。该手术的优势在于不仅一期完成髋关节重建，恢复患者的髋关节活动功能，还能长期有效的局部释放抗生素，治疗感染、避免感染再次发生。

按照术前设计的假体位置和角度，赵德伟教授成功为张先生安装了3D打印多孔钽假体，利用可降解人工骨搭载万古霉素的技术，发挥髋关节周围稳定的抗炎作用。目前张先生手术7个月了，髋关节疼痛完全消失，最担心的感染也没有发生，术后复查的感染性指标均在正常的范围内。

3D打印多孔钽人工髋关节的优势：

1.多孔结构有利于载药：假体的多孔结构内部可以搭载敏感的药物，利用缓慢降解的材料使药物缓慢释放，使患处能够长期达到有效的药物浓度，减少了长期全身用药对其他器官的副作用。

2.多孔结构有利于骨长入：多孔结构的孔隙率及空间结构是仿骨小梁结构，有利于骨长入。多孔结构在释放药物控制感染的同时，骨骼会长入到多孔结构，使假体与骨骼融为一体，达到真正的生物固定，防止假体松动。

3.3D打印提供个性化和精准化设计：假体大小与多孔结构的参数都是根据患者骨骼和感染情况进行个性化设计，多孔结构既要兼顾假体的强度又要便于载药和骨长入，因此，每个假体都要经过精密的设计与生物力学测试。