3D 打印技術在護理學教學中的應用探討

周慶仁，王曼佳，周賢熙

1.廣州中醫藥大學護理學院2020 級中護2 班，廣東廣州 510006；2.廣州中醫藥大學基礎醫學院實驗教學中心，廣東廣州 510006

護理學是研究維護、促進、恢復人類健康的護理理論、技能及其發展規律的綜合性應用科學。護理學作為醫療衛生事業的重要組成部分，對發現、評估和減少疾病具有不可替代的作用。護理學教學主要分四大模塊，包括護理學的理論教學、情景模擬教學、實驗教學和臨床實踐教學。3D 打印技術在此四大教學模塊方面有很大的應用前景，如將3D 打印技術制作的模型應用于護理教學過程中。現有的護理學教學模型制作粗糙、仿真度不高，護理教學缺乏形象化、個性化的模型等，限制了護理學教學的發展，影響護理學專業學生的培養質量。

3D 打印技術是基于實物數據構建三維模型并快速打印成型的新興技術[1]，與傳統的模型制造技術比較，3D 打印技術具有按需打印、快速成型、仿真度高等優勢，在臨床、建筑、藝術創作等領域應用廣泛；臨床上，3D 打印技術可用于打印牙齒、骨骼等器官金屬植入體，方便臨床治療[2]；3D 打印技術也可通過精準打印手術部位，模擬手術過程，方便開展手術[3]。雖然3D 打印技術被運用在多種醫學教學中，但其在護理學中的應用報道較少。本文旨在探討3D 打印技術在護理學教學中的應用，現報道如下。

1 3D打印技術在護理學理論教學中的應用

護理學理論教學的主要內容是基礎醫學知識和護理專業知識的教學，其中基礎醫學知識主要包括解剖學、生理學、病理學、生物化學、中醫學等，護理專業知識主要包括基礎護理知識、內外科護理、護理人文學、中醫臨床護理等。國務院辦公廳2010年12 月5 日印發《關于開展國家教育體制改革試點的通知》[4]，標志著國家教育體制改革試點工作全面啟動。護理學教學體制也正在嘗試進行教學改革，將3D 打印技術融入護理學理論教學中，即時提供形象化的教學模型，有利于提升學生的學習效果，幫助學生打牢基礎理論知識。

VR 技術（virtual reality，VR）即虛擬現實技術，是以計算機技術為基礎，使用相應的設備，通過視聽、觸覺等方面的一體化虛擬環境，幫助客戶有效融入對應的虛擬環境并與虛擬環境互動，讓客戶產生身臨其境的主觀感受，具有沉浸性、交互性、想象性3 個典型特征[5]。

AR 技術（augmented reality，AR）即增強現實技術，是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術，廣泛運用多媒體、三維建模、實時跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術手段，將計算機生成的文字、圖像、三維模型、音樂、視頻等虛擬信息模擬仿真后，應用到真實世界中，兩種信息互為補充，從而實現對真實世界的“增強”[6]。3D 打印技術需要利用計算機建模，建模的數據可與VR、AR 相結合，呈現精細結構和動態教學，從而提升理論教學的效果。

2 3D打印技術在護理學情景模擬教學中的應用

情景模擬教學是通過角色扮演、模擬、模仿等技術模擬真實的臨床環境，幫助學生熟悉護理程序，訓練臨床決策和批判性思維能力的教學方法[7]。情景模擬教學的對象主要是在校的護理專業學生，較多地使用想象、模仿的方法進行，對道具和模型要求不高，故對3D 打印技術的使用要求有限。但若能恰當使用3D 打印技術，制作出形象化、個性化的3D模型，將有利于提高學生的學習興趣，從而提升情景模擬教學的效果。

PBL 教學法（problem-based learning，PBL）即以問題為導向的教學方法，其教育原則是“以學生為中心，以問題為基礎”，打破傳統的以教師講授為主的學科教學法，強調學生在教師的引導下通過采用小組討論的形式主動學習[7]。研究發現，PBL 與情景模擬教學法結合具有較好的教學效果[8]。在PBL與情景模擬教學法的結合中加入使用3D 打印技術，發揮3D 打印技術個性化、形象化制作模型的優勢，必能進一步提升教學效果，深入推進教育與教學改革進程。

3 3D打印技術在護理學實驗教學中的應用

實驗教學是護理專業學生夯實理論知識的重要方式，是提高學生技能的基本手段。教學模型是實驗教學的重要教具，3D 打印制作的護理學模型具有精細化、個性化和形象化的特點，可有效解決現有模型精準度不高的現狀，提高教學質量和學生學習的積極性。以靜脈輸液為例，靜脈穿刺是護理學學生必須掌握的技能，而人的手背靜脈差異較大，現有的教學模型沒法體現個性化的手背靜脈，不利于學生學習護理技能、練習護理操作，因此，個性化和高精度的護理學實驗教學模型亟待開發使用。3D打印技術可根據人體實際參數構建手背靜脈模型，教師通過逼真、形象的模型為學生講解穿刺要點，提高教學質量；學生也可在這些逼真的手背靜脈模型上模擬多種類型手背靜脈的穿刺，從而提高靜脈穿刺技巧，由此可見，3D 打印技術在護理學實驗教學的應用有助于提高教學質量。

4 3D打印技術在護理學臨床實踐教學中的應用

臨床實踐教學也稱實習，是培養知識型、實踐型的護理后備力量的基礎，是促進學生向臨床護士高效轉換的關鍵。傳統的護理學臨床實踐教學主要沿用“教師演示-學生對照模仿-教師指導”的教學方式，學生處于被動灌輸的狀態，忽視學生學習的主觀能動性，缺乏互動，不利于學生熟練掌握操作技能[9-10]。另一方面，隨著護理專業招生數量不斷擴張，臨床教學資源日益緊張，越來越無法滿足學生的實踐需要，因此，改革傳統護理學臨床實踐教學、發展新的教學模式勢在必行。

3D 打印技術應用于護理學的臨床實踐教學過程，可使教學過程更加趣味化，將實習護生的被動灌輸轉變為主動參與臨床護理教學過程。研究表明，3D 打印技術應用于臨床骨科護理教學更加有利于實習護生取得較好的學習效果與成績[11]，因此繼續探討3D 打印技術在護理學臨床實踐教學的應用非常有必要。3D 打印技術可根據臨床護理場景，制造護理教學所需的工具，應對臨床實際，提高學生適應臨床工作的能力。在實際的護理場景，護士可利用3D 打印技術制造出合適的工具，以適應實踐需要。3D 打印制造模型還可針對性打印出與患者患病部位一模一樣的模型，用于健康宣教。形象化、個性化的3D 打印模型可促進護患溝通，降低溝通成本，提高護理質量。以臨床護理常規技能“經外周靜脈穿刺中心靜脈置管”為例，在執行護理操作時，需要將導管穿刺通過手臂靜脈，直至近心的大靜脈，以降低藥物對血管的刺激[12]。

由于部分患者對此項護理操作存在疑慮和困惑，相關的理論知識比較抽象，因此，臨床上可通過3D 打印技術制作出形象的模型對患者進行健康宣教與解釋，從而減輕患者與家屬的心理負擔。3D打印技術制造的教學模型具有可復制性、隨時修改的優勢，是提供高仿真和個性化教學模型的重要技術。但3D 打印技術目前主要應用于骨科護理教學等少數臨床護理情景，在臨床護理中的應用仍處于初步探索階段，應用較少，范圍小，應用程度低[13]。

綜上，3D 打印技術作為一種新興的技術，目前其在護理學中的應用存在諸多的限制。如前期高昂的經費投入限制3D 打印技術大規模應用；3D 打印技術的組織材料種類少進一步限制其在護理學教學的推廣，廉價、無毒無害、環保材料有待開發[14]；3D 打印技術行業普遍缺乏護理專業人才，同樣是限制其在護理學應用的因素。

雖然3D 打印技術在護理學教學的應用尚處于初級階段，在現階段存在諸多的應用限制，但未來兩者必將會結合發展，共同進步。本科護理人才的培養重點在于實踐能力的培養，實踐教學能培養學生解決復雜護理問題的綜合能力和思維，是臨床護理質量提升的保證。3D 打印技術可制作出各式各樣的形象化模型，供護理人員教學、工作、健康宣教使用，從而促進護理學發展；隨著3D 打印技術的發展，護理行業也應與時俱進，逐步探索3D 打印在護理學教學中的應用，從而促進護理行業的發展，推動3D 打印技術在護理學的“物盡其用”。