3D打印，讓口腔頜面外科手術進入“精準時代”

穆一

2012年末，成龍主演的電影《十二生肖》在全國熱映，該影片在打破IMAX制式中國影片首周票房紀錄的同時，也將3D打印技術帶入大眾視野。電影中有這樣一個情節：成龍戴上一副特殊的手套，輕輕摸了一遍獸首后，另一端的3D打印機就復制出了一個一模一樣的獸首來。這實際上就是3D打印的一個體現。

使用機器打印出一個物體，聽上去像是電影里才有的情節，但3D打印技術已經出現了將近40年。早在20世紀80年代，3D打印技術就誕生了。1983年，美國科學家查克·赫爾（Chuck Hull）在一家公司工作時突然萌生了3D打印的想法，同年，他便發明了光固化（SLA）3D打印技術，查克·赫爾將它稱作立體平版印刷，3D打印技術由此正式誕生。1986年，他開發了第一臺商業3D印刷機。

3D打印，又稱增材制造，屬于快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。

隨著3D打印技術的發展，其應用已滲透航空航天、建筑、教育、醫療等各行各業，也逐漸融入老百姓的日常生活，很多人可能都把玩過3D打印而成的手辦、手機殼等。

在醫學領域，3D打印技術也幫助醫生解決了很多技術上的難題，讓很多過去難以實現的夢想得以輕松實現。口腔醫學的發展離不開填充材料和模型制作技術的發展，這也讓3D打印技術在口腔醫學領域，特別是口腔整復領域，發揮著越來越重要的作用。

頜面部具有解剖結構復雜、血管神經豐富的特點。頜面部與呼吸、咀嚼、吞咽、發音等功能密切相關，如果頜面部因為腫瘤、外傷、發育畸形等因素導致組織缺損變形，不僅影響形象，而且會影響最基本的生活動能，甚至危及生命。數字化醫學的發展，改變了我們以往對口腔疾病診療模式的認識，這個“后起之秀”對為患者提供更精準、更全面、更科學的治療方案，挽回失去的“面子”與功能，創造了更多的可能性。

精準“打印”，讓頜骨重建更具“個性”

口腔癌是發生在口腔頜面部的惡性腫瘤的總稱，大部分屬于鱗狀上皮細胞癌。根據口腔癌發生的部位，可分為牙齦癌、舌癌、腭癌、頜骨癌、頰癌、口底癌、唇癌等。

口腔頜面部的腫瘤被切除后，往往會在頜面部留下巨大的缺損，比如出于治療的需要，口腔癌患者的上頜骨或下頜骨往往要被切除一部分，如果腫瘤較大，切除的頜骨范圍還會更大。盧主任表示，現在自體骨移植是修復頜骨缺損的主要方式之一，目前臨床上普遍采用自體腓骨、髂骨、肩胛骨等進行移植。

很長一段時間以來，頜骨的修復大多停留在形態修復的層面，這主要依靠醫生的經驗，截骨量和移植位置的精確度有時難以保證，還會出現截骨后反復磨骨的情況，重建的效果參差不齊。

頜骨形態復雜，對重建手術的精度要求非常高，如果僅僅停留在形態修復，會造成頜骨功能的缺失，難以讓患者回歸社會。因此，頜骨缺損的重建，不單單是恢復頜骨的連續性和容貌這么簡單，還要進行咬合關系的恢復，重建咀嚼、吞咽、言語等功能，更要保證生命通道的暢通，讓患者正常呼吸和進食。

復雜的頜骨重建手術對操作精度的要求達到毫米級，技術難度大，如何才能降低誤差，提高手術安全性，實現個體化、精準化、功能化的頜骨重建？3D打印技術為患者頜面部的精確修復與功能重建創造了更大的可能性。

在手術前，通過頜面部CT和口腔掃描儀獲取的數據，設計和制作出手術模板，輔助醫生進行精準定位。盧主任表示，現在3D打印技術在口腔科的應用越來越廣泛。“1︰1的精確模型有助于醫生制訂精確的手術方案，輔助設計制造個性化的修復體，不僅可以指導醫生精確地切除頜面部的腫瘤，還能夠最大限度地保留患者的器官和組織，恢復其功能達到精準醫療的目的?！?/p>

通過3D打印技術，口腔癌病變的位置、大小、幾何形狀以及與周圍組織的空間關系，都可以得到清晰的呈現，頜骨重建手術所需要截取自體骨的數量和最終填充硬組織的形狀，也可以得到精準的預測。

盧主任表示，傳統的人工石膏模型操作工序煩瑣，精確性也遠不如3D打印。但是，3D打印也并不是完全沒有誤差，只是它的誤差很小，一般來說前后或左右距離的誤差基本不超過2毫米。

重拾自信，挽回“面子”，也是挽回生命

3D打印技術對輔助矯正頜面部畸形也發揮著重要的作用。頜面部畸形是由患者個體的遺傳因素，或外傷、不良習慣、疾病等后天因素引起頜骨生長發育的異常，從而引起上下頜骨之間及其與顱頜面其他骨骼之間的關系出現異常。

頜面部畸形對顏面的影響無疑是最直觀的，從前后向、垂直向、左右向等不同的維度來看，頜面部畸形的類型多樣，正像我們常說的“地包天”“歪嘴”等。

頜面部畸形帶來的不僅是“面子問題”，也會影響到全身健康，頜面部畸形會降低咀嚼效率，加重患者胃腸負擔，引起消化不良或胃腸疾病。此外，頜面部畸形也會影響口腔健康，給其他口腔疾病埋下隱患。

頜面部畸形有時甚至會帶來致命風險?！叭绻骂M發育不足，過于短小，不僅嚴重影響形象，還會導致氣道受阻?！北R主任表示，下頜發育不足意味著口腔容量小，會導致舌根后墜。當人體進入睡眠狀態時，舌根后墜可使上氣道變窄，讓氣流通過受阻，隨著氣道進一步變窄，上氣道軟組織開始振動，會引起打鼾和呼吸困難，當肌肉過度松弛，上氣道被完全堵塞，嚴重者可發展成OSAS（阻塞型睡眠呼吸暫停綜合征）。氣道不通暢，久而久之就會給有心血管疾病、呼吸道疾病打開便利大門，甚至可能危及生命。

“通過正頜手術將下頜‘拉長，使之達到一個正常的位置，既改善了外形，同時又改善了氣道，這樣才能降低健康隱患?！北R主任介紹，正頜手術需要口腔正畸科和口腔頜面外科兩個科室的協同合作，這樣才能保證患者的咬合關系和良好的矯正效果。需要進行外科手術的患者，一般都需要先接受一段時間的正畸治療，而外科手術完成后，也需要通過持續的正畸治療進行細微的調整，這就是一個完整的“正畸-頜面外科聯合治療”。

“地包天”、偏頜畸形也是頜面部畸形的常見類型?！暗匕臁笔怯捎谙骂M過度發育而引起的頜面部畸形，而偏頜畸形的主要特點是頦部偏斜，常造成患者雙側顏面的不對稱及頜關系紊亂。頜面部畸形嚴重影響患者容貌、咀嚼、發音功能，會給患者生理和心理健康造成傷害。

“如果追溯一下病史，有不少偏頜畸形的患者小時候發生過外傷，外傷導致下頜骨的兩側發育不對稱，從而導致偏頜畸形?！北R主任表示，在下頜骨有一個部位叫作髁狀突，它是一個下頜骨的生長中心，如果髁狀突受到損傷，哪怕當時沒有大礙，等到幾年以后，甚至十幾年以后出現癥狀時，往往已經遲了。”

在臨床上，偏頜畸形的治療難度在于這種頜骨畸形的不對稱性：既有位置的異常，又有大小的差異，除了骨組織外，還伴有軟組織的不對稱畸形。進行治療時，既要糾正咬合關系的紊亂，矯正頜骨空間位置，又要恢復頜骨的對稱性。

在糾正頜骨發育偏斜的問題上，3D打印技術表現出了它獨特的優勢。利用3D打印技術，可以得到患者1︰1的頭顱三維模型，醫生可以在此模型上進行模擬截骨、骨塊移位和固定等操作?！氨热缙M畸形的患者，下頜骨是偏的，常伴有上頜和平面的歪斜，上頜骨是否要去骨、要抬高還是下降、移動的距離是多少，通過3D打印技術，都可在術前通過電腦先進行頜骨的截取和移動的模擬。”待模擬手術完成后，上下頜骨咬合，便可以打印出截骨導板及咬合導板，使手術中的截骨位置及截骨量更加明確，大大提高了手術的精確度，縮短了手術時間，也統一了醫患之間的審美觀。

得益于3D打印技術的發展，目前3D打印協助完成了不少臨床案例，患者個性化的修復需求得到了進一步的滿足?？梢灶A見，3D打印技術在口腔頜面外科領域的應用前景將非常廣闊。

從蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織，再到以色列特拉維夫大學的研究人員使用患者自己的細胞和生物材料打印出世界上第一個3D血管化心臟，不難發現，從不直接植入人體的醫學模型、器械，到具有生物相容性的人體植入物，再到使用活細胞、蛋白及其他細胞外基質作為材料的具有生物活性的產品，3D打印技術在生物醫學領域的探索與應用正一步一步不斷深入，隨著新型材料、制造技術和計算機科學的發展進步，未來“人造組織器官”的制備和應用，也許真的不再是夢想。

（編輯 ? ?楊小龍）