利用電腦輔助設計改良股骨脛骨模型結構，並結合3D列印所開發之膝關節佔位器模具，共有六種尺寸，可讓骨科醫師在術中製作更精準的佔位器，同時自由調配抗生素，顯著控制感染……

| 中國醫藥大學附設醫院 骨科部、多維列印醫學研究及轉譯中心、長陽生醫國際股份有限公司 |

 
▌傳統膝關節佔位器易致機械性併發症  

慢性人工膝關節假體感染的治療通常採兩階段手術，第一階段摘除感染假體後，需置入含抗生素的活動型骨水泥佔位器來幫助局部感染控制，並減少關節僵硬與肌肉萎縮，方能進行第二階段的重建手術。但傳統手作、翻模或市售佔位器因設計上較粗糙或力學不穩定，產生不少佔位器相關的機械性併發症:如佔位器破裂、鬆脫或關節脫臼，導致膝關節功能變差、療程延長、需再次接受手術，並增加重建手術的困難度。為了解決問題，團隊研發出「電腦輔助設計佔位器」能顯著控制感染，改善膝關節功能，增加膝關節活動角度，並減少佔位器相關的機械性併發症。
 

▌電腦輔助設計，可簡化製備流程、增進力學強度

中國附醫與長陽生醫團隊透過「逆向工程」技術，將人工膝關節假體當成原型，掃描成3D數位模型檔，並使用「電腦輔助設計」技術，改良優化股骨和脛骨模型的結構，包括：1.股骨模型滑車置中，移除左右膝之分，減少模具數量及簡化流程；2.填平模型上所有凹陷及縫隙區域，使其邊緣輪廓平滑，增加力學強度，減少佔位器破裂；3.保留凸柱凸輪結構，以對抗不穩定的關節所產生的機械性併發症，並增加膝活動角度；4.將脛骨模型厚度增至30釐米，在模型表面兩側每隔2毫米標記橫線，精準量化脛骨佔位器厚度，以達到間隙平衡，改善膝功能；5.於佔位器骨頭面設計多錨凹洞以利固定，減少佔位器鬆脫。最後再運用「電腦輔助製造」技術，由3D列印生醫材質之股骨假體、脛骨假體、及脛骨壓模棒，並翻模出各六個尺寸相對應的股骨和脛骨的矽膠模具，使骨科醫師充分應付手術中不同尺寸的膝關節及盡量達到精準醫療的目的。「電腦輔助設計佔位器」在臨床使用且追蹤達3年的數據顯示，其總感染根除率、膝關節活動角度與功能皆較競爭產品更佳，且機械性併發症發生率更低。

▌技術強項與優勢