作為一種新型的快速成型及快速制造技術(shù)橡娄，越來(lái)越為人們所關(guān)注吓挣，同時(shí)也受到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)W者的青睞宰爆。3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已獲得應(yīng)用卿俺，它主要包含以下幾點(diǎn):(1)1∶1的實(shí)體模型;(2)無(wú)生物活性的材料;(3)具有生物活性的組織細(xì)胞及完整生命功能的器官鬓预。

3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用走在前列，骨科領(lǐng)域中第1颜说、2點(diǎn)已得到廣泛應(yīng)用购岗，并且在第3點(diǎn)應(yīng)用也有相關(guān)報(bào)道。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料门粪，闡述關(guān)于3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望喊积。

3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用現(xiàn)狀

3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用主要是以下幾種:

(1)1∶1實(shí)物模型的制作;

(2)骨科手術(shù)輔助材料的打印;

(3)骨科內(nèi)置物材料的打印。

3D打印1∶1實(shí)物模型3D打印技術(shù)術(shù)前根據(jù)患者CT三維重建的數(shù)據(jù)構(gòu)建出1∶1的3D模型玄妈，幫助醫(yī)生與患者及家屬交流乾吻，為患者和醫(yī)生提供觸覺(jué)與視覺(jué)上的體驗(yàn)，對(duì)疾病的診斷拟蜻、術(shù)前手術(shù)方案的設(shè)計(jì)绎签、術(shù)前手術(shù)操作的演練、術(shù)中輔助手術(shù)操作以及術(shù)后恢復(fù)等方面擁有良好的應(yīng)用前景和極高的應(yīng)用價(jià)值酝锅。

3D打印的模型對(duì)疾病的診斷有著重要意義诡必，例如在復(fù)雜骨折的分型、脊柱側(cè)彎的分型搔扁、骨腫瘤的鑒別爸舒、關(guān)節(jié)損傷的嚴(yán)重程度等。并且對(duì)骨腫瘤的患者遇冶，可根據(jù)CT值打印出腫瘤的范圍材又，指導(dǎo)腫瘤的界限，術(shù)前制定手術(shù)計(jì)劃涧智，模擬操作药屠，對(duì)腫瘤準(zhǔn)確的切除及個(gè)體化制作材料和重建提供準(zhǔn)確參數(shù)，簡(jiǎn)化手術(shù)誊桅，減小創(chuàng)傷及并發(fā)癥崇旺，提高治療效果。同時(shí)根據(jù)3D打印的骨關(guān)節(jié)原型，可計(jì)劃插入髓腔內(nèi)的器材尺寸皱蝙，為髓腔結(jié)構(gòu)變異與器材結(jié)構(gòu)差異的患者更好的置入假體悉通，提高手術(shù)安全性和精確性。還可以預(yù)見(jiàn)手術(shù)過(guò)程中可能出現(xiàn)的情況如術(shù)后遺留骨缺損區(qū)域的三維外形矮层，內(nèi)固定器或個(gè)性化假體的參數(shù)滤填、內(nèi)固定物螺釘定位等，充分的術(shù)前準(zhǔn)備晓言，有助于手術(shù)療效改善认扼。

對(duì)于脊柱手術(shù)最主要的是準(zhǔn)確置釘，減少手術(shù)并發(fā)癥重贺，頸椎的椎弓根細(xì)小骑祟，置釘風(fēng)險(xiǎn)大，所以打印紙做的鉆孔導(dǎo)板尤為重要气笙，在鉆孔導(dǎo)板輔助下進(jìn)行椎弓根螺釘置入次企，使用簡(jiǎn)便，手術(shù)也更加簡(jiǎn)單潜圃，個(gè)性化的設(shè)計(jì)使得精確度增加缸棵，術(shù)前可直接找到合適的螺釘尺寸及設(shè)計(jì)螺釘置入的軌道，減少螺釘?shù)钠x谭期。

在脊柱側(cè)彎的患者中應(yīng)用價(jià)值更大堵第，不僅可以指導(dǎo)準(zhǔn)確置釘，還可直接測(cè)量畸形的角度隧出，設(shè)計(jì)螺釘置入的順序及節(jié)段踏志，在椎弓根螺釘?shù)你@孔導(dǎo)板下很容易操作，可縮短手術(shù)時(shí)間胀瞪，減少手術(shù)團(tuán)隊(duì)及患者的輻射量针余，減少置釘穿孔率及方向錯(cuò)誤率，椎弓根置釘準(zhǔn)確率達(dá)到98.08%念澜，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)置釘準(zhǔn)確率吼闽。并且可縮短椎弓根釘置入的學(xué)習(xí)曲線牌度。

在復(fù)雜四肢骨折中禾样，快速成型技術(shù)對(duì)骨折分型及手術(shù)復(fù)位演練有著重要的意義。

并對(duì)干骺端骨不連截骨揖蜒、骨盆骨折怨瑰、髖臼骨折、脛骨平臺(tái)骨折升诡、跟骨骨折等不同患者進(jìn)行術(shù)前建模惨琼，利用3D制備的模型或者使用導(dǎo)板輔助螺釘及內(nèi)固定材料準(zhǔn)確置入，可縮短手術(shù)時(shí)間，減少并發(fā)癥發(fā)生涧馋，手術(shù)效果令人滿意锡胡。

現(xiàn)已證實(shí)，數(shù)字化三維模型能夠更直觀蚜懦、更準(zhǔn)確地反映骨骼病變的三維立體結(jié)構(gòu)绘雁，對(duì)臨床醫(yī)生的診斷、手術(shù)計(jì)劃援所、內(nèi)固定選擇等有較大幫助庐舟，并且減少手術(shù)的操作時(shí)間，手術(shù)切口最小化住拭，術(shù)中透視少挪略、精確度高，但術(shù)前CT三維重建滔岳，增加費(fèi)用杠娱，延長(zhǎng)術(shù)前計(jì)劃時(shí)間及導(dǎo)板的制作。在一項(xiàng)關(guān)于3D打印對(duì)脊柱及骨盆手術(shù)作用的調(diào)查中顯示:大多數(shù)醫(yī)生認(rèn)為3D打印技術(shù)有助于手術(shù)計(jì)劃制定谱煤、術(shù)前操作墨辛、與患者交流及增加手術(shù)的安全性，并縮短手術(shù)時(shí)間趴俘。

在3D打印領(lǐng)域睹簇，材料是技術(shù)的核心之一，可以使用的材料有很多寥闪，如金屬太惠、陶瓷、塑料甚至細(xì)胞等椭梁。根據(jù)不同的原料可制作不同的產(chǎn)品逼读，如鋼板、關(guān)節(jié)捻奉、骨骼支架材料青先、骨外固定架等，均可通過(guò)3D打印技術(shù)生產(chǎn)九站。

D打印產(chǎn)品最突出的特點(diǎn)是精準(zhǔn)委鸯、復(fù)雜成型屋骇、個(gè)體化菲国，這正好符合醫(yī)生的要求。現(xiàn)在3D打印的骨科器械及材料工具主要有:個(gè)性化手術(shù)工具中最為典型的是手術(shù)置釘導(dǎo)板殷彰，包括骨盆導(dǎo)板射屿、關(guān)節(jié)導(dǎo)板诚摹、脊柱導(dǎo)板等。

3D打印的導(dǎo)板可提高腫瘤切除范圍殴胧、精確度及置釘?shù)臏?zhǔn)確性渗稍。3D打印個(gè)體化制備的置入物進(jìn)行組織缺損的修復(fù)，可以大大提高外科手術(shù)的精確性與安全性团滥，傳統(tǒng)的假體并不能完美的匹配患者骨骼的個(gè)體差異免胃，各種疾病導(dǎo)致的骨缺損使骨骼的外形更不確定，3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)與制備的置入物能夠完美解決這些問(wèn)題惫撰。

3D打印手術(shù)器械也得到應(yīng)用羔沙，其制備的手術(shù)器械價(jià)格便宜而且能達(dá)到傳統(tǒng)手術(shù)器械相同的手術(shù)要求，使用的材料是清潔材料厨钻，對(duì)手術(shù)有著深遠(yuǎn)的影響扼雏。

骨科內(nèi)置物材料的打印

3D打印骨科內(nèi)置物替代骨組織包括兩種，一種主要起支撐作用夯膀，第二種不僅起支撐作用還富有生物活性诗充。如今很多置入物采用磷酸三鈣等材料，有實(shí)驗(yàn)顯示如果多孔的磷酸三鈣支架中混入氧化鎂或氧化鍶將更加有利于骨骼的生長(zhǎng)诱建。

利用3D打印技術(shù)制備的生物支架蝴蜓，豐富的材料保證了支架具備很好的生物相容性，而且支架孔隙的大小武骆、形狀更加符合種植細(xì)胞的遷移榛舍、增殖與分化，能夠?yàn)榻M織缺損的修復(fù)提供優(yōu)良的環(huán)境硝锨，納米微孔技術(shù)有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)與爬行耽慌。

2005年，戴尅戎教授施行人工半骨盆置換以保全患者的臀部和下肢储佣，其將3D打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)正式引入臨床辅任，手術(shù)非常成功，打印的半骨盆主要起到支撐效果位蓉。

同時(shí)現(xiàn)有打印的富有生物活性骨骼替代物主要為支架立漏，尚處于研究及初步應(yīng)用階段，打印的支架混有生物活性物質(zhì)(如細(xì)胞或生長(zhǎng)因子等)或者直接由細(xì)胞打印成的物質(zhì)冶媚。

3D打印技術(shù)制備的羥基磷灰石/聚己內(nèi)酯/脫鈣骨基質(zhì)置入兔子體內(nèi)不僅在支架周?chē)晒φT導(dǎo)骨生成聪戳，同時(shí)能夠引導(dǎo)骨細(xì)胞在支架的孔隙內(nèi)爬行并產(chǎn)生新生骨，假如支架混有PLGA/β-TCP太迈、BMP针执、DMB便锨、軟骨細(xì)胞围辙、間充質(zhì)干細(xì)胞等生物活性物質(zhì)，可促進(jìn)成骨細(xì)胞生成骨骼，現(xiàn)在許多支架直接采用可水解的材料作為原材料姚建，其置入后可在體內(nèi)自然降解矫俺，成骨的速度可以完美的匹配支架的降解速度，可修復(fù)大段骨缺損掸冤。

3D打印的大段人工骨已應(yīng)用于新西蘭兔厘托，組織學(xué)及影像學(xué)顯示無(wú)免疫反應(yīng)，并不干擾骨與纖維組織的生長(zhǎng)及長(zhǎng)入稿湿，加入DMB后更加容易形成新骨長(zhǎng)入铅匹。如今3D人工椎體、椎間融合器饺藤、髖臼假體等即將完成臨床觀察“撸現(xiàn)今打印的生物活性骨骼已可直接植入到人體。

3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用前景

3D打印技術(shù)在骨科的產(chǎn)業(yè)方向主要有2個(gè)涕俗，一個(gè)是快速成型罗丰，一個(gè)是快速制造∩蕉拢快速成型:目前的3D打印技術(shù)腊囤，主要應(yīng)用在快速成型方面，如制作模型硅决、制作導(dǎo)板韭展、制作匹配的骨替代物等都屬于快速成型。

然而快速制造實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線式的制做拂是，3D打印有望在人工假體验沮、手術(shù)器械、骨移植物等實(shí)現(xiàn)快速制造责祥。同時(shí)具有生物活性人工替代骨組織的制造方面也將發(fā)生巨大的進(jìn)步牡增。

隨著電腦技術(shù)及材料技術(shù)的不斷進(jìn)步，3D打印技術(shù)應(yīng)用的價(jià)格變的越來(lái)越低壳坞，并且媒體的推廣也不斷為人們所認(rèn)識(shí)柑耙，越來(lái)越多的人接受3D打印技術(shù)。在骨科領(lǐng)域中具有生命特征的活性人造骨骼的3D打印發(fā)展主要依賴于生物材料搂瓣、干細(xì)胞雷鸟、組織培養(yǎng)等多學(xué)科的科技突破，將替代壞死氢拥、缺損的骨組織部分的具有生物活性人工骨組織直接打印出來(lái)蚌铜，這項(xiàng)技術(shù)突破已經(jīng)不是遙不可及的了。

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