概述
髋臼骨溶解是髋关节置换术的常见并发症，由于植入物周围骨质流失导致松动将影响长期疗效。骨质流失的原因包括金属对聚乙烯轴承的磨损和假体周围感染，引发炎症从而破坏骨组织。
传统的 X 射线难以有效检测骨溶解，限制了骨质流失的早期识别，而 CT 扫描为规划翻修治疗评估骨质流失则更精准。英国皇家国家骨科医院（RNOH）的 Simpleware 软件用户通过 3D 打印的定制植入物重建严重的骨缺损并恢复丢失的骨结构。RNOH、Synopsys 和 implantcast GmbH 公司合作的治疗方法旨在最大限度地减少骨切除、改善定制植入物放置和手术效果。
亮点
- 定制化工作流程改善复杂骨科病例的术前计划
- Simpleware 软件中基于 AI 的图像分割技术可加快实现从设计到手术的工作流程
- 与设计工具及术后复查的整合形成反馈循环，提高精度、降低并发症风险并支持更好的长期患者预后
定制植入物设计
在该工作流程中，RNOH 的外科医生筛选需要先进手术干预的复杂患者病例，例如存在严重骨质流失。Implantcast 公司的植入物设计师采用 Simpleware 软件根据患者 CT 扫描数据生成虚拟骨骼模型，基于人工智能的自动分割和解剖标记工具可简化此流程，随后通过手动编辑选项处理严重的成像伪影和其他复杂情况。
然后在骨骼模型中进行定制植入物的设计与定位，确保其与解剖结构精准适配。植入过程配备一体化手术导板实现螺钉的准确定位，假体由钛金属 3D 打印制成。
术前规划和术后护理
与传统植入物设计通常需要侵袭性切除相比，这种定制化方法的一个关键好处就是减少了骨切除的需求。植入物的精度能够优化固定，而内置导板可提高术中螺钉轨迹的准确性以适应每个患者的骨质量和解剖结构。
这种针对患者的适配提高了植入物的稳定性和对准，并降低手术及术后并发症的风险。手术后通过 CT 扫描确认精准的植入物定位、评估如骨生物力学的恢复等结果。继而将这些见解反馈到设计流程中，不断完善未来的植入物规划。
总结
定制化 3D 打印钛金属植入物对于重建复杂的骨缺损非常有效。金属对金属（MoM）植入物骨溶解的早期干预对防止进行性骨丢失至关重要，而横断面 CT 成像在评估骨完整性中发挥着关键作用。
由 RNOH、Synopsys 和 implantcast 开发针对特定患者的个性化治疗方案，通过 AI 驱动的工具和快速的迭代设计有效缩短了规划时间。外科医生和工程师之间的这种协作模式有助于每位患者获得最佳治疗效果。
参考
- 致谢和更多信息请参考英文原文：https://www.synopsys.com/simpleware/resources/case-studies/bone-preserving-design.html
- 相关讲座视频 https://register.gotowebinar.com/register/5775681147322486623
- Di Laura, A., Hart, A., Henckel, J., 2025. Advancing custom implant design: A bone-preserving, patient-specific approach, Orthopaedic Product News. 18 April 2025.