3D打印技術在外周血管介入治療領域中的應用進展

金昌，吳常生

內蒙古科技大學包頭醫學院第一附屬醫院介入治療科，內蒙古包頭014010

3D打印技術在外周血管介入治療領域中的應用進展

金昌，吳常生

內蒙古科技大學包頭醫學院第一附屬醫院介入治療科，內蒙古包頭014010

3D打印技術是將計算機三維成像技術和多層次連續打印技術結合在一起的一種新興技術，其原理就是采用分層加工的方式來生成3D實體。該技術在醫學領域的應用已取得一定進展，尤其在臨床醫學方面，逐漸被更多的人所熟悉。該文將綜述關于在外周血管介入治療領域中3D打印技術的應用最新研究進展,分析目前3D打印技術在外周血管介入治療領域所面臨的問題，展望其發展方向，為該領域的研究提供參考。

3D打印技術；外周血管；介入治療；進展

3D打印技術以其便捷、個性化的優勢在醫學領域應用取得了一定的成效[1-2]，不容忽視是其在外周血管介入治療領域的發展。目前，3D打印技術在外周血管介入治療的應用主要涉及的方面有：血管模型、血管支架、人工血管、教學等。該文綜述關于在外周血管介入治療領域中3D打印技術的應用最新研究進展,分析目前其在外周血管介入治療領域所面臨的問題，展望在外周血管介入治療領域的發展方向，為該領域的研究提供參考。

1 3D打印技術的概述及種類

3D打印又叫快速成型，是一種新型的快速噴墨打印技術,通過逐層噴墨,最終可以打印出具有三維形狀的物體。第一臺3D打印機是通過光固化立體造型[3]的立體光刻技術來實現模型的構建，該技術通過對特定的光敏材料進行激光分層掃描,材料會固化形成薄層，通過同樣的逐層掃描，相應的模型就可得到[4]。其他3D打印技術包括熔融沉積成型技術、選區激光燒結技術、數字光處理技術、三維印刷工藝、層片疊加制造，以及一種新的Polyjet技術[5-10]。

2 3D打印技術在外周血管介入治療手術中的應用

2.1 打印血管支架

目前血管支架種類繁多，雖然為血管病變的治療提供了選擇空間，但其不足之處也很明顯[11]。因此，非常重要的是能夠針對不同患者的個性化支架的設計制作。而彌補這一缺陷的正是3D打印技術。學者Lees等[12]報告了應用3D打印技術在體外構建了聚乙醇酸支架。目前雖然只是臨床實驗階段的3D打印支架，但是隨著不斷進步的3D打印技術，3D打印血管支架一定能夠在血管介入治療領域有突破性進展。

2.2 打印血管模型

3D打印技術可將影像檢查結果轉變為真實血管模型，可幫助醫生預手術模擬手術過程。Valverde等[13]報道了將1例先天性主動脈弓發育不良病人的主動脈弓部模型利用3D打印技術制作出，并在模型上進行了預介入操作。Tam等[14]報道了1例利用3D打印技術制作出了腹主動脈瘤瘤頸成角為90°的病人的瘤體的3D模型，最后選擇了Aorfix覆膜支架。采用3D打印技術，使治療更“個體化”，以保證術中支架準確釋放，并且醫生可在術前進行更為精細的規劃。

2.3 打印人造血管

在很早以前生物人工血管的制作往往需要將細胞附著在支架上進行培養的方式得到三維立體的血管組織。2006年Boland等[15]應用牛血管內皮細胞和藻酸鹽水凝膠為3D打印材料，成功打印出具有活性的微血管結構，為打印血管奠定了基礎。Lee等[16]采用開放電極導管與3D技術結合僅利用細胞和生物材料制作出了一種新型的人工血管。這項研究為以后制作生物人工血管及血液流動狀態下血管重塑提供了新思路。

3 3D打印技術在外周血管介入教學中的應用

外周血管介入治療因難度大、用時長、發展迅速的特點，3D打印技術已經成為在手術訓練領域的研究熱點。Berry等[17]利用3D打印SLS技術制作出了質地柔軟的了涵蓋10種解剖變異的人腹主動脈和相應脈管系統模型，可用于手術及血管腔內預操作。一些國家和地區醫學教育部分市場已經被有著高精度和低成本優勢的3D打印技術所占領。3D打印技術有望成為在解剖學學習和手術訓練領域成為主流，為醫學教育提供標準化和可觸化的模型。

4 3D打印技術在外周血管介入治療應用中的不足

外周血管介入治療與3D打印的結合是一種醫學技術與前沿科技完美結合。但其畢竟是一項新興的高新制造技術，諸多問題必然會在其發展過程中所面對。首先，目前為止能夠應用于醫學領域3D打印原材料種類有限，因為3D打印技術對于原材料的要求比較苛刻，并且大多數醫用材料對原材料的理化特性、組織相容性都有一定要求。其次，3D打印正處于研發階段，不具有規模生產應用，這在一定程度上限制了該領域的發展。再次，雖然我國目前擁有部分國際前沿水平的3D打印技術，但將其應用于臨床實際相對滯后，對于普通醫療機構，相關專業技術人員、設備及經費的缺乏，決定了將3D打印技術暫不能在臨床廣泛應用。

5 展望

有著工業革命意義的3D打印技術是一項高新制造技術，代表了世界制造業發展的新趨勢。3D打印技術與僅僅依靠影像學圖像相比，其具有高分辨率、個體化設置、高保真度等優點，應用于血管介入治療領域后能起到手術時間的縮短、術中出血的減少及提高患者術后恢復的作用。當前3D打印技術面臨諸多方面挑戰，如成本、材料、精度和速度等，還需要進一步發展與完善。相信在不遠的將來，3D打印技術逐步發展可在外周血管介入治療領域獲得突破性發展，必將引起生物醫學領域的技術革命。

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Application Progress of 3D Printing Technology in the Peripheral Vessel Interventional Treatment

JIN Chang,WU Chang-sheng
Interventional Treatment Department,First Affiliated Hospital of Baotou Medical College,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou,Inner Mongolia,014010 China

3D printing technology is a newly technology combining the computer 3D imaging technology with multilevel continuous printing technology,and the principle is to generate 3D entity by multilevel processing,and the application of the technology in the medical field has obtained a certain progress,especially in the clinical medicine,gradually familiar to more people,and the paper elaborates the lastest research progress of 3D printing technology in the peripheral vessel interventional treatment,analyzes the issues of 3D printing technology in the peripheral vessel interventional treatment,prospects the development direction and provide reference for the research in this field.

3D printing technology;Peripheral vessel;Intervention vessel;Intervention treatment;Progress

R654.3

A

1672-5654（2017）03（b）-0187-02

10.16659/j.cnki.1672-5654.2017.08.187

2016-12-19）

金昌（1986-），男，蒙古族，內蒙古包頭人，本科，住院醫師，研究方向：介入治療。