科創 | 智裝院事業部負責人毛新勇聯手同濟醫院醫生團隊合作再“造”人工腿骨
近日，多家媒體報道，智裝院工業大數據事業部負責人、華科大機械學院毛新勇副教授聯合同濟醫院骨科朱波醫師團隊，通過多次改版、自主設計、制作聯軸器，成功用聯軸器加固法為一名患者再“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濟醫院骨科就診。診治醫生用金屬假體代替腿骨和膝關節，保住了該患者的腿。術后該患者恢復順利，兩條腿長度一樣，功能正常，生活逐漸回歸正軌。2024年2月，一次意外導致該患者的人工腿骨假體斷裂。患者坐著輪椅，再次來到同濟骨科求助。副主任醫師朱波在仔細查看患者的影像學資料后，發現斷裂點在大腿下半段的假體處，需要將大腿段的假體取出來進行置換。隨即，朱波團隊決定兩手準備，一邊嘗試找到合適的零件進行部分置換，一邊繼續琢磨其他可行的方案，盡可能減少部分置換帶來的損傷。面對患者人工腿骨假體意外斷裂的緊急情況，傳統修復方法因零件停產、3D打印技術局限而陷入僵局，經過反復討論和嘗試，朱波團隊決定將假體斷裂處外套一個聯軸器進行固定。這一方案雖然看似簡單，但對聯軸器的精度和強度都要求很高。朱波表示，舊假體上段是弧面有棱由粗變細的棍狀體，在高銳體內十年，已有部分磨損，單靠影像學難以保證精度。“聯軸器的強度也非常重要，要和舊假體相匹配，受力要均勻，否則就算聯軸器不斷，其他假體位置也可能會再次斷裂”。在這樣更高的要求下，朱波團隊通過武漢智裝院對接了工業大數據事業部負責人毛新勇。在了解相關情況后，毛新勇團隊利用有限元分析，在多種受力狀態下對聯軸器及假體結構進行了強度校核計算，以確保患者在手術后可以長期安全使用。經過近二個月的五次改版，聯軸器終于通過了測試，強度和精度都符合預期要求。7月1日下午，歷經4小時，手術成功，聯軸器順利固定住了患者體內斷裂的假體，手術切口約10厘米。術后不到20小時，患者就能在助行器的幫助下短暫行走了，預計傷口恢復后，他就可以恢復正常生活了。此次醫工交叉的合作，不僅解決了以往醫學手術中“能不能”的基本問題，更是在“好不好”上提供了理論上的支撐與實際上的指導。再“造”人工腿骨的成功，是在醫學需求的基礎上，借助機械專業的工程技術知識，設計與開發了適應醫療人員的新工具、新方法，克服了目前我國醫療器材大部分依賴進口與手術解決方案依賴國外經驗的困難，通過醫學領域與機械專業的結合，為我國醫療行業的發展做出了一次新的嘗試。
