3D打印技術(shù)與骨科個(gè)體化治療

李波

【摘 要】3D打印技術(shù)在骨科領(lǐng)悟的應(yīng)用主要有幾大優(yōu)點(diǎn)：首先便于為臨床醫(yī)師提供全面精確的術(shù)前診斷內(nèi)容，輔助醫(yī)師對病情狀況展開術(shù)前規(guī)劃與模擬，更利于手術(shù)方案的制定與精確。其次將3D打印技術(shù)應(yīng)用與臨床教學(xué)過程中，使學(xué)生更直觀的了解病情病況。通過將3D打印技術(shù)在骨科臨床工作中的應(yīng)用，拓展了醫(yī)師的操作空間，也促進(jìn)了醫(yī)療先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。本文主要通過對與骨科相關(guān)的3D打印技術(shù)進(jìn)行探討了解，簡析其存在的優(yōu)勢與對未來的展望。

【關(guān)鍵詞】骨科；3D打印；臨床應(yīng)用；醫(yī)學(xué)教學(xué)；應(yīng)用研究

3D printing technology and orthopedic individualized treatment

Li Bo Rizhao Hospital of Traditional Chinese Medicine， Shandong Province 276800

Abstract：The application of 3D printing technology in orthopaedic comprehension has several advantages： firstly， it is convenient for clinicians to provide comprehensive and accurate preoperative diagnostic content， assist physicians to carry out preoperative planning and Simulation of the condition， and more conducive to the formulation and accuracy of surgical plans.Secondly， the application of 3D printing technology in clinical teaching can help students understand the condition more intuitively.The application of 3D printing technology in orthopaedic clinical work expands the operating space of doctors and promotes the development of advanced medical technology.In this paper， the orthopaedic related 3D printing technology is discussed， and its advantages and future prospects are briefly analyzed.

Key words： orthopedics； 3D printing； clinical application； medical teaching； applied research

【中圖分類號】R687 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1005-0019（2019）08-00-02

3D打印技術(shù)主要起源于二十世紀(jì)八十年代后期，與傳統(tǒng)材料加工技術(shù)不同，3D打印技術(shù)是一種將材料快速構(gòu)造成型的技術(shù)，其成型原理依靠計(jì)算機(jī)軟件的分層離散技術(shù)與數(shù)學(xué)控制成型系統(tǒng)從而進(jìn)行分層制造與疊加成型，推積三維實(shí)體部件使用激光束或其他方法使液態(tài)金屬或塑料等可以粘合的材料進(jìn)行，進(jìn)而3D打印技術(shù)又被稱為增材制造技術(shù)。3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有精確與個(gè)體化，這充分符合當(dāng)代骨科個(gè)體化治療的主要需求，臨床上的應(yīng)用也得到良好的效果。本文通過對3D打印技術(shù)在骨科個(gè)體治療方面的運(yùn)用，進(jìn)行回顧與總結(jié)，并對未來的發(fā)展方向進(jìn)行展望與探討。

1 骨科個(gè)體治療相關(guān)3 D打印技術(shù)介紹

根據(jù)3D打印中使用的材料和成型方法的不同，骨科3D打印技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

1.1 熔融沉積成型 熔融沉積模型（FDM）采用熱熔噴嘴按照固定的軌跡和速率沉積熱塑材料或金屬熔斷器等絲狀材料。

1.2 光固化成型 光固化成型（SLA）使用一個(gè)可控紫外激光束掃描和固化液態(tài)光敏樹脂的二維輪廓跟蹤每個(gè)片通過計(jì)算機(jī)切片軟件，形成一個(gè)連續(xù)固化點(diǎn)形成薄片模型的輪廓，和下一層是用同樣的方式制造。

1.3 實(shí)體分層制造 分層實(shí)體制造（制造疊層對象，LOM）表（如紙、毛皮和金屬板）為原料，激光切割系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)的橫截面輪廓線提取數(shù)據(jù)，將涂有熱熔膠的材料與激光切割工件的內(nèi)外輪廓和切割、粘合，一步一步成為三維工件。

臨床上骨科植入物的打印與應(yīng)用，是為了能夠全部或部分替代患者關(guān)節(jié)、骨骼、軟骨等骨骼系統(tǒng)，故其對材料的精確度和生物相容性的要求更高。在金屬直接熔融技術(shù)中，SLM成型技術(shù)精度高，在經(jīng)過二次熱處理后，適用于小型、精密的植入物打印；而EBM成型技術(shù)雖精度相對遜色，但其無需二次熱處理，高溫環(huán)境下一次成型，效率較高，故適用于骨科植入物的直接制造，美國FDA及歐盟CE認(rèn)證其鈦合金成型件具有良好的生物相容性。

2 3D打印技術(shù)在骨科個(gè)體治療的應(yīng)用

臨床中，醫(yī)生通過專業(yè)知識與臨床經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，診斷骨科疾病，但需要更深入的了解患者病情就需要結(jié)合X線片、CT、MRI等影像學(xué)技術(shù)。傳統(tǒng)的影像學(xué)檢查方法只能提供單一的二維或三維的平面圖像，其精準(zhǔn)度和立體形態(tài)遠(yuǎn)不如3D立體技術(shù)所展現(xiàn)的解剖關(guān)系。醫(yī)師在臨床診斷過程中，面對復(fù)雜骨折的患者，無法準(zhǔn)確的掌握疾病的分型、空間形態(tài)和狀態(tài)從而容易出現(xiàn)漏診或誤診，增加手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)查詢的資料了解到，國外的學(xué)者通過運(yùn)用3D打印技術(shù)對二十位骨折患者的骨折位置進(jìn)行打印模型，將傳統(tǒng)影像資料與3D模型提供給高級醫(yī)師與初、中級醫(yī)師進(jìn)行骨折分析的診斷，結(jié)果表示，3D打印的模型對于初、中級醫(yī)師而言比傳統(tǒng)影像資料更容易使用且更容易獲取準(zhǔn)確的分型診斷。

總結(jié)：

3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有精確與個(gè)體化，這充分符合當(dāng)代骨科個(gè)體化治療的主要需求，臨床上的應(yīng)用也得到良好的效果。但由于當(dāng)前醫(yī)師對3D打印技術(shù)的操作內(nèi)容的理解并不完善，且3D打印技術(shù)在臨床的實(shí)際應(yīng)用中并不普及，但即使有諸多因素對3D打印技術(shù)有一定的制約，但相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與材料學(xué)的進(jìn)步依然值得不斷的發(fā)展，通過在骨科臨床中的應(yīng)用，更好的服務(wù)患者與社會。

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