钛合金股骨确实存在，但风险也同样存在

2 月份，我们将关注塑造我们、为我们提供氧气、为我们提供能量的身体部位，就像我们在海滩上散步一样。骨头是真正的骨头。这些骨骼构件激发了不同人的好奇心和恐惧感——我们希望我们的故事（涵盖从手术和补充剂到传统骨骼的方方面面）能起到第一步的作用。一旦你彻底了解了骨骼的事实，请查看我们之前的主题月：肌肉和脂肪。

在美国广播公司 (ABC) 的医疗剧《良医》 (The Good Doctor) 2017 年的一集中，一名患者的大腿骨在一次事故后严重骨折，剧中的医生没有截肢，而是用 3D 打印的钛股骨将其插入该男子的腿中。很快，肢体就保住了。这一集的标题是“不是假的”，指的是人造骨骼是真实的。它只是不是生物的。

剧情让我产生了共鸣，因为我有一个真正的人工髋关节，一个由钛、陶瓷和聚乙烯塑料制成的假体。我很高兴；它比以前的髋关节手术更能让我摆脱疼痛，以前的髋关节手术不需要更换关节。虽然我以为巨型人工股骨的想法是电视剧里的虚构，但它们实际上也是真实存在的。它们很罕见，而且有可能出现严重的并发症，但它们可以让外科医生保住肢体——只是不像《良医》中那样。

“它们确实存在，”纽约特殊外科医院的骨科医生迈克尔·亚历克西亚德斯说，“而且它们不一定需要 3D 打印。”相反，像 Zimmer 或 Stryker 这样的医疗器械公司会制造完整的股骨替代品或股骨片段，外科医生可以调整植入物的尺寸以适合患者。人工肱骨（上臂的大骨头）也存在。

这些“巨型假体”只能作为极端选择。患者可能需要人工股骨（医疗行业称之为“全股骨”）的主要原因之一不是创伤性事故，而是癌症。“有些肿瘤特别喜欢股骨本身，”宾夕法尼亚医院骨科主任尼尔·谢思 (Neil Sheth) 说道。股骨的大部分生长发生在膝盖以下的区域，随着这种生长，肿瘤可能会在那里形成。在这些情况下，外科医生可能需要用巨型假体替换部分股骨或整块骨头。

另一个原因是人工关节可能引发并发症。在美国，外科医生每年为患者安装数十万个人工髋关节和膝关节。几十年来，专家们对手术程序和设备进行了微调，以便患者可以像我一样在当天安装新髋关节并回家；新部件的使用寿命估计可达 25 年或更长时间。但有些人工关节会感染或出现其他问题，迫使外科医生修改先前的工作并更换它们。这可能会导致人工关节连接部位的骨质流失。

在这些情况下（骨肿瘤或人工关节导致的严重问题），外科医生可能会安装全股骨，将人工髋关节与人工膝关节连接起来。有这样的情况表明患者经历了一些严重的医疗创伤：“手术过程中的某个地方出了问题，”谢思说。

使用这种大型假肢是截肢前的最后手段，外科医生总是希望尽可能多地保留人体的天然生物材料。一旦取出，就无法再放回去，更换的硬件可能会导致进一步的并发症。例如，如果整个股骨被感染，Sheth 说患者可能会失去整条腿。

虽然人工髋关节通常是一种成功的手术，但全股骨手术则更危险。德国慕尼黑的一项小型研究对 22 例病例进行了研究，结果显示失败率接近 60%。在这种情况下，失败意味着患者需要再次手术，因为严重的并发症，如深部感染或硬件机械断裂。（这项研究的第一作者知道，至少有两名患者在研究期结束后最终还是被截肢。）与此同时，俄亥俄州克利夫兰诊所的骨科医生 Nicolas Piuzzi 认为，在植入巨型假肢五年后，需要再次手术的风险略低，从 20% 到 50%。简而言之，这是有风险的。

正是出于这些原因，外科医生表示，他们的主要目标是避免首先在患者身上安装大型假体：他们的目标是尽可能保留甚至再生人体的天然组织。毕竟，骨骼是由活细胞构成的。南加州大学凯克医学院的骨科创伤外科医生 Geoffrey Marecek 表示：“真正的前沿在于尝试恢复天然组织。”

与《良医》中那样使用 3D 打印钛合金股骨不同，合成材料的更好用途是用它来引导新骨的生长。马雷切克设想了一种场景，医生用 3D 打印技术打印出患者骨骼形状的支架，然后添加干细胞，或者可能是患者身体其他部位的骨骼。“这样我们就能真正生成新的股骨，而不必使用金属和塑料的新股骨，”他说。

他补充道：“这就是我们所有人努力的方向。”这是一种在人造材料效果良好的地方使用（如假体髋关节）和寻找不使用合成替代品的新方法之间的拉锯战。

在纽约大学朗格尼健康中心，专注于骨肿瘤切除的外科医生蒂莫西·拉普 (Timothy Rapp) 的做法介于这两种想法之间。在一些罕见的情况下，比如从患者的骨盆中切除肿瘤，他会使用根据患者解剖结构的 CT 扫描定制的 3D 打印塑料部件。然后，该部件（他说类似于狗玩具）成为切割的模板。“我们可以使用这些定制的夹具，你可以将它们拧入某人的骨头中，然后准确地切出你想要的骨头并重建它，”拉普说。

然后，其他 3D 打印塑料可以帮助他们从患者身体的其他部位（如腓骨）小心地切除健康骨骼，以填补切除肿瘤的空间。拉普认为这项技术加快了他在手术室的工作速度。

然而，当情况需要时，Rapp 会植入一个巨型假体，比如全股骨或部分股骨。在这种情况下，目的通常是为了防止截肢。“这不会让他们变成机器人，”他说。“这不会让他们变得完美。”

换句话说，人工股骨并不完美，但却发挥着至关重要的作用。宾夕法尼亚医院的 Sheth 说：“需要进行全股骨置换的患者——他们的期望是切实可行的。如果我能植入人工股骨，让他们摆脱疼痛，保住他们的肢体，那么他们的期望就远远超出了他们原先的预期。”这与接受髋关节置换术的人形成了鲜明对比，他们希望新关节比他们之前的自然关节更好。

然而，和马雷切克一样，谢思也希望找到一些超越人工部件的东西。“我真的相信，在未来的半个多世纪里，人们可能会认为我们是野蛮人，用金属和塑料代替关节，”他说。“他们会在某个时候想出一种生物学解决方案。”