2月，我们关注的是塑造我们、为我们输送氧气、并为我们在海边漫步提供动力的身体部位。坚固的骨骼。这些骨骼构件能激发好奇心，也能引起不同人群的恐惧——我们希望我们的故事，涵盖从手术、补充剂到老式的“用骨头”的方方面面，只会激发前者。一旦你彻底地用骨骼知识轰炸了你的大脑，不妨看看我们之前的主题月份：肌肉和脂肪。
在2017年ABC医疗剧《良医》(The Good Doctor)的一集中，一名患者在事故后股骨粉碎，医生们没有截肢，而是3D打印了一个钛合金股骨并将其植入患者腿中。 presto：肢体得以保全。该集名为“并非虚构”，暗指假骨是真实的，只是不是生物的。
这个情节引起了我的共鸣，因为我有一个真实的人工髋关节，一个由钛、陶瓷和聚乙烯塑料制成的手术植入物。我对此很满意；它比之前没有置换关节的髋关节手术更能缓解我的疼痛。我曾以为巨大的假股骨是电视虚构，但它们实际上也是真实存在的。它们很少见，并非没有发生重大并发症的可能性，但它们可以帮助外科医生保全肢体——只是不像《良医》中所呈现的那样。
“它们确实存在，”纽约特种外科技医院的外科医生 Michael Alexiades 说，“而且不一定需要3D打印。” 相反，Zimmer或Stryker等医疗器械公司会制造完整的股骨替换件或股骨的一部分，外科医生可以根据患者的尺寸调整植入物。人造肱骨，也就是上臂的大骨头，也存在。
这些“巨型假体”仅作为极端选择使用。患者可能需要人工股骨——在医学界称为“全股骨”——的一个主要原因是癌症，而不是创伤性事故。“有一些特定的肿瘤倾向于侵犯股骨本身，”宾夕法尼亚医院骨科手术主任 Neil Sheth 说。股骨的大部分生长发生在膝盖附近的区域，当生长发生时，肿瘤可能会在那里出现。在这种情况下，外科医生可能需要用巨型假体替换部分股骨或整个股骨。
另一个原因是人工关节可能出现的并发症。在美国，外科医生每年为患者安装数十万个假髋关节和假膝关节。几十年来，专家们已经改进了手术和器械，使得患者可以接受新的髋关节并当天出院，就像我一样；新部件估计可以使用25年以上。但一些人工关节会发生感染或其他问题，迫使外科医生进行翻修并更换它们。这可能导致人工关节连接区域的骨质流失。
在这些情况下——骨骼肿瘤或人工关节引起的严重问题——外科医生可能会安装全股骨，连接假髋关节和假膝关节。拥有一个这样的植入物表明患者经历过严重的医疗创伤：“事情在某个环节出了大问题，”Sheth说。
使用这类大型假体是在截肢前的最后手段，外科医生总是倾向于保留尽可能多的身体天然生物材料。一旦取出，就无法再放回，而替换的硬件可能会引起进一步的并发症。例如，如果全股骨发生感染，Sheth说患者可能会失去整条腿。
虽然人工髋关节通常是一个成功的手术，但全股骨则更棘手。来自德国慕尼黑的一项小型研究对22例病例的失败率进行了统计，发现失败率接近60%。在这种情况下，失败意味着患者由于严重并发症（如深度感染或器械机械断裂）需要再次手术。（该研究的第一作者知道至少有两人在研究期结束后仍然不得不接受截肢。）与此同时，俄亥俄州克利夫兰诊所的外科医生 Nicolas Piuzzi 估计，在植入巨型假体五年内需要再次手术的风险略低，为20%到50%。总之，这是有风险的。
正是这些原因，外科医生们表示，他们的主要目标是首先避免在患者身上植入大型假体：他们的目标是尽可能保留甚至再生身体的天然组织。毕竟，骨头是由活细胞组成的。“真正的疆域在于努力恢复原生组织，”南加州大学Keck医疗中心的骨科创伤外科医生Geoffrey Marecek说。
与其像《良医》中那样3D打印钛合金股骨，不如更好地利用合成材料来引导新骨的生长。Marecek设想一种场景，医生们3D打印一个患者骨骼形状的支架，然后添加干细胞，或者从患者身体其他部位取下的骨骼。“通过这种方式，我们能够真正生成新的股骨，而不是不得不依赖于使用金属和塑料的新股骨，”他说。
“这就是我们都在努力的方向，”他补充道。这是在合理使用人造材料（如假髋关节）与寻找不使用合成替代品的新方法之间的一种拉锯战。
在纽约大学朗格尼健康中心，专注于骨肿瘤切除的外科医生Timothy Rapp采用介于两者之间的方法。在一些罕见情况下，例如切除患者骨盆的肿瘤时，他会使用3D打印塑料部件，这些部件是根据患者CT扫描定制的。这个部件（他称其像一个狗玩具）然后成为切割的模板。“我们可以使用这些定制的导板，将其固定在患者的骨头上，然后精确地切除你想要的骨骼并进行重建，”Rapp说。
然后，其他3D打印塑料可以帮助他们小心地从患者身体的其他部位（如腓骨）切除健康的骨骼，以填充切除肿瘤的区域。Rapp认为这项技术加快了他在手术室的工作效率。
然而，当情况需要时，Rapp会植入全股骨或部分股骨等巨型假体。在这些情况下，目标一如既往地是预防截肢。“这不会让他们变成机器人，”他说，“这也不会让他们变得完美。”
换句话说，人工股骨并不完美，但它们起着至关重要的作用。“需要全股骨置换的患者，他们的期望值已经很低了，”宾夕法尼亚医院的Sheth说。“如果我能植入这个，让他们摆脱疼痛，并保全他们的肢体，他们的期望就会远远超出他们最初的设想。”这与接受髋关节置换手术的人形成鲜明对比，后者期望新关节会比他们之前的自然关节更好。
然而，和Marecek一样，Sheth也希望超越人造部件。“我真心相信，在未来半个多世纪里，人们可能会认为我们用金属和塑料替换关节的做法很野蛮，”他说。“他们最终会找到一种生物学解决方案。”
