科创 | 智装院事业部负责人毛新勇联手同济医院医生团队合作再“造”人工腿骨
近日，多家媒体报道，智装院工业大数据事业部负责人、华科大机械学院毛新勇副教授联合同济医院骨科朱波医师团队，通过多次改版、自主设计、制作联轴器，成功用联轴器加固法为一名患者再“造”人工腿骨。十年前，一名患者因左大腿下半部骨肉瘤前往同济医院骨科就诊。诊治医生用金属假体代替腿骨和膝关节，保住了该患者的腿。术后该患者恢复顺利，两条腿长度一样，功能正常，生活逐渐回归正轨。2024年2月，一次意外导致该患者的人工腿骨假体断裂。患者坐着轮椅，再次来到同济骨科求助。副主任医师朱波在仔细查看患者的影像学资料后，发现断裂点在大腿下半段的假体处，需要将大腿段的假体取出来进行置换。随即，朱波团队决定两手准备，一边尝试找到合适的零件进行部分置换，一边继续琢磨其他可行的方案，尽可能减少部分置换带来的损伤。面对患者人工腿骨假体意外断裂的紧急情况，传统修复方法因零件停产、3D打印技术局限而陷入僵局，经过反复讨论和尝试，朱波团队决定将假体断裂处外套一个联轴器进行固定。这一方案虽然看似简单，但对联轴器的精度和强度都要求很高。朱波表示，旧假体上段是弧面有棱由粗变细的棍状体，在高锐体内十年，已有部分磨损，单靠影像学难以保证精度。“联轴器的强度也非常重要，要和旧假体相匹配，受力要均匀，否则就算联轴器不断，其他假体位置也可能会再次断裂”。在这样更高的要求下，朱波团队通过武汉智装院对接了工业大数据事业部负责人毛新勇。在了解相关情况后，毛新勇团队利用有限元分析，在多种受力状态下对联轴器及假体结构进行了强度校核计算，以确保患者在手术后可以长期安全使用。经过近二个月的五次改版，联轴器终于通过了测试，强度和精度都符合预期要求。7月1日下午，历经4小时，手术成功，联轴器顺利固定住了患者体内断裂的假体，手术切口约10厘米。术后不到20小时，患者就能在助行器的帮助下短暂行走了，预计伤口恢复后，他就可以恢复正常生活了。此次医工交叉的合作，不仅解决了以往医学手术中“能不能”的基本问题，更是在“好不好”上提供了理论上的支撑与实际上的指导。再“造”人工腿骨的成功，是在医学需求的基础上，借助机械专业的工程技术知识，设计与开发了适应医疗人员的新工具、新方法，克服了目前我国医疗器材大部分依赖进口与手术解决方案依赖国外经验的困难，通过医学领域与机械专业的结合，为我国医疗行业的发展做出了一次新的尝试。
