原型模式应用 全方位了解3D打印技术在骨科医疗中的应用(2)

术前应用3D打印技术可使医生对患者的病情有更加直观的认识，尤其是对经验不够丰富的年轻医生，更有利于疾病的诊治。

临床结果表明使用3D模型组较非3D模型组时间更短、术中出血量及术后引流量更少，有利于骨折的精确复位，提高精度、缩短时间，达到更好的效果。

图3骨盆（上）与肩部（下）恶性骨肿瘤利用3D打印技术进行术前规划。打印肿瘤模型，呈现肿瘤切除边界

【医学应用】2016年1月，北京清华长庚医院神经外科主任王贵怀教授于神经外科上演了一幕“刀尖上的华尔兹”，他利用3D打印技术，“克隆”患者病变部位腰椎模型，精准地呈现了患者肿瘤与椎体、血管及输尿管的分布和形态，精准实施肿瘤切除。原型模式应用

2．制作导航模板

导板全称为"导航实物模板"，主要作用是帮助骨折精准复位、辅助螺钉等植入物或器械达到预定的位置，在提高操作便利性的同时，可降低置钉穿孔率及方向错误率，使操作的准确性明显提高。

采用3D打印导板辅助治疗组椎弓根螺钉置入准确率高、术中风险降低、安全性高、临床疗效满意，是一种有效可行和值得推广的技术。

导板的应用使医疗处置更加趋向于精准化，符合当前精准医学的理念，在减轻患者损伤的同时可提高疗效。

【医学应用】2015年4月中南大学湘雅医院成功实施了一例复杂的胫骨矫形。术前利用精细的3D打印模型进行了演练和方案制定。

图4 利用精细的3D打印模型进行了演练和方案制定

3．定制个性化假体与内植物

在骨关节损伤的修复中经常需要使用到假体和内植物。传统的假体和内植物的规格固定，需要在术中用刀和电钻去修整移植物，使之具有我们想要的形状和尺寸，而3D打印却可以为患者"量身定做"个性化的材料。原型模式应用

就支架的生物固定模式来说，支架与周围组织的固定方式分为骨长上与骨长入两种。

骨长上固定模式为骨质对植入物表面进行包绕式生长固定，临床常见的植入物表面有粗糙表面、烧结表面、等离子喷涂表面等；骨长入固定模式为骨组织长入内植物内部，与内植物形成牢固的整体。

这两种固定方式均会显著影响假体和内植物在患者体内的稳定性与最终寿命。

促进骨长入的形成可最大限度地延长假体寿命，而3D打印技术在制作有利于骨长入的多孔植入物材料方面较传统方法存在优势。

常见的很多植入物均采用磷酸三钙材料，在多孔的磷酸三钙支架中混入氧化镁或氧化锶将更加有利于骨骼的生长。也有研究证明，多孔钛合金植入物具有很好的骨长入能力，能促进假体-骨界面的骨性愈合，从而延长假体使用寿命。

图3通过3D打印技术制作个性化髋关节假体

【医学应用】2015年2月中南大学湘雅医院成功利用3D打印的钛金属网格结构实施了一例颌骨重建。

图4 利用3D打印的钛金属网格结构进行颌骨重建

4．定制外固定支具

对骨科外固定支具材料的研究一直是创伤救治中最基本和最活跃的领域。

从最初的小夹板到石膏绷带、热塑夹板、可卸式泡沫夹板、高分子夹板，这些器械的发明与应用给创伤骨科患者的治疗带来了更加有效的方法。

外固定材料直接与患者肢体接触，因此理想的外固定支具应具备以下特征：①稳定但不能过于坚硬，防止造成软组织损伤而影响后期功能恢复；②尽量与患者软组织外形吻合；③佩戴时间较长，应尽可能轻便，可清洗。

3D打印技术恰恰能弥补现有外固定材料制作和使用中的一些缺陷。

【医学应用】

1.整形外科领域：烧伤治疗，面部重建，隆鼻及隆颏假体的个性化定制、颅骨缺损的个性化修复、下颌骨重建术及截骨等。

2.口腔科：个性化定制化的牙齿隐形矫正器，牙齿接种

3.康复辅助设备：助听器，个性化矫形外骨骼。

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