【科普周刊290期】“围剿”肿瘤的神器——3D打印技术联合放射性粒子植入治疗

由于互联网的便捷，大家对3D打印技术并不陌生。我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印机器人、玩具车、模型，甚至食物等。之所以称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似，这项打印技术称为3D立体打印技术。

中国学者在借鉴美国前列腺癌模板基础上，研发出人体各部位粒子植入治疗引导装置、3D打印共面模板和3D打印非共面模板，使粒子植入治疗成为可计划、可控制、可评估的技术，粒子植入治疗精度进一步提高。

跟之前讲述的前列腺癌等肿瘤的放射性粒子植入治疗最大的区别：3D打印模板辅助下CT引导放射性粒子植入治疗是通过影像引导将肿瘤信息通过数字化处理后传输到计算机治疗计划系统，医生和物理师定义靶区和危及器官、剂量，设计针道信息，3D打印机打印数字化引导模板。3D打印具备针道信息、激光定位坐标系统和标识系统，通过3D打印技术可实现不同部位和不规则形状肿瘤粒子植入剂量的最佳适形度。

3D打印模板辅助下CT引导放射性粒子植入治疗是全新的内照射治疗模式，治疗过程中各个环节严格质量控制是决定手术成功的关键。其治疗规范流程，包括术前适应证选择、CT模拟定位和体位固定、术前计划设计、3D打印模板的制作、安装固定架和（或）模板复位、插植粒子针和植入粒子，术后剂量学评估和随访等8个环节组成（图1）。

首先，该粒子植入治疗适应证和禁忌证的选择，与其他方式的粒子植入治疗相同。

（1）适应证：①手术或外放疗后复发，或拒绝手术、 外放疗患者，肿瘤直径≤7cm。②病理学诊断明确。③有合适的穿刺路径。④无出血倾向或高凝状态。⑤身体一般情况可（KPS>70分）。⑥可耐受放射性粒子植入术。⑦ 预计生存时间大于3个月。

（2）禁忌证：①有严重出血倾向，血小板《50×10^9/L 和凝血功能严重紊乱者（凝血酶原时间 >18s，凝血酶原活动度<10%）。 抗凝治疗和（或）抗血小板凝聚药物应在粒子植入治疗前至少停1周。②肿瘤破溃。③严重糖尿病。④没有合适的穿刺路径。预计划靶区剂量达不到处方剂量设计要求。

（3）相对禁忌证：①广泛转移，预计生存期《3个月。②严重合并症，感染期、 免疫功能低下、 肾功能不全者。③对碘对比剂过敏患者，无法通过增强扫描评价疗效。

其次，通过术前计划系统、术中即时校正以及术后剂量学验证，保证粒子植入治疗的效果，从而使患者受益。

           A                          B        

         C                           D                          E

图1 3D打印模板粒子植入手术（图A为3D打印模板制作；图B术中植入；图C、D为术前计划及术后验证；图E为术后即刻剂量体积直方图。）