文章导读

3D打印骨科模型是3D打印技术在医学领域应用较早、范围较广的一项技术。随着数字化技术和医疗科技的发展,3D打印技术越来越多地应用于骨科其他领域,如3D打印导板、3D打印内植入物等。本期专刊文章从3D打印骨科模型、3D打印手术导板、3D打印内植入物、3D打印教学应用等方面出发,探讨3D打印技术在骨科中的应用,以期为临床应用提供参考。     

3D打印技术在创伤骨科中的应用进展

随着3D打印技术的不断发展,其在创伤骨科领域中的应用越来越广泛,几乎涵盖了人体所有的解剖区域。3D打印技术也被称为"增材制造技术"和"快速成形技术",被认为是"第二次工业革命"。3D打印技术不仅可以打印出患者特异性的解剖实体模型,便于医师对患者复杂的解剖结构及疾病有更好的理解,同时有助于医学教育和手术培训,而且对于一些特殊患者可以制造定制的植入导板及假体,匹配患者的解剖结构,有效解决临床治疗难题。本文就3D打印技术在创伤骨科中的应用进展进行综述。     

3D打印在骨科疾病诊疗中的应用进展

近年来3D打印技术发展迅速,在医学领域的应用也越来越广泛,可在产品物理结构不发生改变的情况下进行个性化定制,达到材料与病变部位的匹配。3D打印技术在骨科诊疗中仍处于初级研究阶段,骨科患者通常因其解剖学位置的特殊性及治疗技术的繁琐性使得其治疗难度大大增加,将3D打印技术应用于骨科临床有助于骨科复杂手术的导航,降低手术难度,提高患者手术成功率及预后效果。本研究将对3D打印技术在临床骨科疾病诊疗中的应用进展进行阐述,并对3D打印技术在骨科的应用前景进行展望。     

3D打印技术在骨科关节中的应用进展

【摘要】随着新材料技术的不断发展,3D打印技术在骨科关节领域中的应用越来越广泛。本文综述了3D打印技术在骨科关节中的研究进展,分别介绍了3D打印在解剖学教育、医生和患者及其家属的术前沟通、临床治疗方案设计的应用,并对关节置换和骨关节软骨修复在组织工程领域的进展进行了阐述。最后,对3D打印技术在该领域未来的机遇和挑战进行了预测。     

3D打印技术在指关节缺损的应用研究进展

先阐述了自体移植和传统人工关节置换的优劣势,而后分析了3D打印技术具有术前精确设计模拟解剖形态,术中导航减少出血,以及3D打印假体多孔结构有利于骨长入等优点,但同时3D打印涉及打印材料、伦理以及机械强度差等难题。随着科技的进步以及材料学发展,用3D打印技术打印出来的具有生物活性的人工关节必定是未来骨科发展的新趋势。     

3D打印技术在生物医学领域的应用研究进展

3D打印技术在生物医学领域有着独特的优势与广阔的应用前景。近年来,细胞打印、组织打印、器官打印相继出现,药物打印、医疗器械打印等亦陆续实现。面对复杂手术病例,外科医生和科研人员探索了结合3D打印技术的手术方案,完成了包括案例讨论、手术模拟及植入手术等众多临床应用,促进了3D打印技术在医学领域的应用与发展。旨在从医学教学、骨科手术、口腔医学、生物打印、药物打印、医疗器械制造等方面描述3D打印技术在医学领域的应用研究现状,并对其未来发展提出了展望。     

3D打印技术应用于关节置换术的现状及问题对策探讨

近年来,个体化、精确化成为骨科发展的一个重要方向。3D打印技术是材料领域中出现的一项快速成型的新技术,能够将抽象的三维数字模型转变为直观、立体的实物模型。目前该技术已广泛应用于骨科手术中,不仅协助医师进行术前规划,并且能降低术中及术后并发症的发生。本文主要探讨3D打印技术应用于人工关节置换术中的现状、存在的问题并提出对策分析,进一步对其应用前景进行展望。     

3D打印技术在骨科的应用研究

3D打印呈现井喷式的发展,该技术在骨科的应用是一个热门的研究方向。本文阐述了3D打印技术在骨科方面的应用近况,主要对该技术在术前规划、术中导航、临床教学、医患沟通、康复支具、骨科内植物、生物打印等多个方面的应用进行综述,归纳了3D打印技术运用于骨科的优势,总结了目前存在的一些技术难点,并对3D打印技术在大块骨缺损的修复、假肢等方面的应用进行了展望。     

3D打印技术在儿童骨科的应用研究进展

目的 总结3D打印技术在儿童骨科的研究进展,为3D打印技术与儿童骨科更好地融合发展提供理论依据。方法 以“3D打印”“小儿骨科”“解剖模型”“畸形矫形”“骨肿瘤”和“three-dimensional printing”“pediatric orthopaedic”“anatomical mode”“deformity orthopaedic”“orthopaedic”“bone tumour”为中英文关键词分别在中国知网、万方数据、PubMed、Web of Science 等数据库检索2010年1月-2019年9月关于3D打印技术在儿童骨科应用研究的文献,对其进行归纳分析。结果 共检索到相关文献1 197篇,其中中文文献540篇、英文文献657篇,剔除重复性研究、内容不符、无法获取全文,以及3D打印技术应用于成年患者和颅颌外科领域相关的文献,最终纳入文献34篇。3D打印技术可以制造个体化解剖模型,模拟手术操作、设计手术方案;制造导航模板指引手术;制造个体化支架;在骨组织工程方面亦取得一定的进展。结论 3D打印技术快速、精准、个性化的特点,促进了骨科手术个性化、微创化的发展。3D打印技术将通过外科教育、术前规划、个体化定制手术材料(如植入物、假体和手术导板等)以及组织工程的应用来改善手术效果。     

3D打印技术在骨科临床的应用研究及展望

近年来3D打印技术快速发展,在临床的应用越来越广泛,尤其在骨科的应用涉及到了各个亚专科。3D打印实物模型与X线片、CT、MRI等影像资料相比具有独特的直观性、可触摸和体外操作性。利用3D打印模型可进行术前的规划和手术方案的优化,指导内固定装置置入,也可进行模拟手术。3D打印导板同样为内固定物的置入提供了新的方法。同时个体化模板辅助置钉法能缩短手术时间,减少术中的放射线暴露时间。个性化内植物的使用可简化手术步骤,减少组织损伤。使内植物更加贴合骨面,比较完美地解决传统假体不能完全匹配患者骨骼的问题,而且可以打印出适合任何形状骨缺损的假体。3D打印技术的应用使复杂的骨科手术变得相对容易,手术的效果也就得到了提高。随着3D打印技术的进步和完善,其在医学领域的应用范围会越来越广泛,打印精度和材质适应性也会越来越高,具有推广的价值。本文在复习国内外有关3D打印文献的基础上结合本科应用病例的实际情况对3D打印技术在骨科临床的应用进行综述。     

3D打印技术在骨肿瘤精准化治疗中的研究进展*

骨肿瘤的手术治疗包括肿瘤切除和功能重建两部分,传统手术方式往往存在各种局限性。3D打印技术作为一种新兴的技术,在术前规划、肿瘤切除和功能重建中发挥了重要作用,同时在多种骨科数字技术的辅助下,成功实现了骨肿瘤的精准化治疗。此外,3D生物打印也在骨肿瘤的治疗中展现了巨大潜力。本文总结回顾了3D打印技术在骨肿瘤治疗中的应用情况及研究进展,并分析了现有技术的优缺点,发现3D打印技术在临床治疗中具有独特的优势,在骨肿瘤精准化治疗中具有广泛的应用前景。     

3D打印技术在生物学中的应用与进展

现代成像技术是生物医学领域中的一个重要组成部分。然而,由于传统的2D方法所具有的代表性,使得许多包含3D 重建的传统方法被限制。3D 打印,也被称作快速原形技术或者增材制造技术,它是通过电脑辅助,分层加工、逐层叠加的方式获得三维产品,曾经应用在工业与制造领域中。3D 成像分析会提供比2D 放射线照相技术更详细的信息,由于3D 打印的这些附加优点,因此它可以应用于术前计划以及再生治疗中。现如今,3D 打印技术已经被广泛的应用于医学领域。例如,3 D 打印技术的应用已经被延伸到组织或器官的生物细胞打印,组织工程中骨架的创造以及在多样的医学领域中的实际临床应用。本文就目前3D 打印技术在生物学中的应用及进展加以综述。     

3D打印在中国骨科应用的现状与未来

3D打印正以惊人的速度向医疗领域渗透。所有领先的骨科医疗器械公司都开始利用3D打印技术研发新的植入产品。现在,在骨科领域,3D打印正快速的完成从实验室到临床的科技成果转化。不仅仅用3D打印技术制作各种解剖模型、手术导板,也用它来研制各种新型的植入物,如髋臼臼杯、脊柱椎体等。未来3D打印将会发挥其更大的优势——制作患者定制型的假体。因此,只有真正意义上的临床转化才能展现3D打印的价值和未来。目前,3D打印技术面临的一个主要的制约是来自于政府的政策监管,特别是对于患者定制型假体这一领域。3D打印技术的出现,也许给了中国骨科研发自主创新的医疗器械赶上西方发达国家一个机会。     

3D打印技术在胫骨平台后柱骨折诊治中的应用优势与展望

文题释义： 3D打印技术：3D打印技术作为一项新兴技术,目前已经广泛应用于骨科临床。主要以三维CT数据建模,利用计算机辅助设计,以离散•堆积/黏合成型技术为原理,打印出1∶1的解剖结构实物模型。 个性化治疗：以目前医疗技术发展状况为背景,运用3D打印技术打印实物模型进行诊断和术前规划,为患者量身设计个性化治疗方案,以达到临床治疗效果的一门新型定制医疗技术。 背景：3D打印技术的临床应用为胫骨平台后柱骨折手术微创化、个性化治疗,提供了有效的辅助手段。 目的：归纳胫骨平台后柱骨折的诊治现状,展望3D打印技术在胫骨平台后柱骨折诊疗上的应用前景。 方法：通过计算机检索CNKI、万方、PubMed数据库,检索词为“胫骨平台骨折、后柱、3D打印技术、tibial plateau fracture、posterior column、3D printing technology”。共检索出约210篇相关文献,根据纳入和排除标准,最终纳入56篇文献进行汇总、归纳。具体包括胫骨平台后柱骨折的分型、手术治疗、3D打印技术应用现状和术后康复等相关内容。 结果与结论：胫骨平台后柱骨折是一种特殊类型的平台骨折,传统诊断方法易漏诊,而依据3D打印的实物模型则能做出直观的诊断、分析受伤机制及分型。在胫骨平台后柱骨折的治疗中,传统的手术入路选择很多,有后侧入路(后内侧入路、后外侧入路)、后内侧倒“L”入路、前内/外侧入路、前外侧后内侧联合入路、关节镜微创治疗以及其他的临床入路,但目前各手术入路在临床上的应用尚未规范统一。3D打印技术的应用进一步完善了胫骨平台后柱骨折的诊断分型,为术前指导个性化手术方案、手术入路选择及对骨折部位植骨量的预估、术后康复提供参考。 ORCID: 0000-0003-4126-8532(高迪) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

3D打印在医学领域的应用进展

三维(3D)打印出现于20世纪90年代,最初应用于模具制造、工业设计等领域。随着打印材料的研发和控制技术的完善,其应用越来越广泛。相较于传统制造技术,3D打印在小批次、设计复杂的物件制造上具有成本和效率优势,这也使得3D打印技术在医学领域中拥有极佳的应用前景。本文简述了3D打印技术的相关概念并综述了3D打印技术在医学领域中四个方面的应用:辅助外科手术,如打印3D模型辅助医生进行术前规划,打印手术导板等;打印个性化医疗器械,如打印助听器、义肢、义齿、新型给药系统和个性化内植入物等;应用于组织工程,如打印组织工程支架以及生物3D打印技术等;应用于医学教育和基础科研,如打印3D模型用于临床教学或者解剖教学,打印3D实体模型用于生物力学研究以及3D打印人工组织器官用于药物测试和肿瘤研究等。最后总结了现有3D打印技术的不足之处,并对其在医学领域的发展前景做出展望。     

拓扑优化技术在骨科植入物创新设计的应用进展

得益于近年来增材制造技术（又称3D打印技术）的迅速发展,有别于传统规格化骨科植入物,制造内外部结构复杂的新型植入物成为可能。有限元分析方法一直以来都是骨科植入物创新设计极具价值的研究手段之一,并具有高效率、低成本、可靠性高等特点,而在此基础上进一步延伸的拓扑优化技术因其在非参数结构优化中的广泛应用,现已从结构工程领域逐渐被拓展到定制化骨科植入物的设计中,初步显示出其巨大的应用价值。本文综述了拓扑优化技术在骨科植入物领域的应用和发展过程,特别对其在脊柱、关节和创伤骨科器械设计中的应用现状进行了详细的论述。最后,总结现有技术的局限性,展望了拓扑优化在定制化骨科植入物研究领域的发展趋势。     

脊柱3D打印椎间融合器材料的初步展望

总结可用于3D打印脊柱椎间融合器各种材料的研究现状并展望其未来发展方向。作者通过检索Pub Med数据库、中国知网数据库(CNKI)以及中国生物医学文献服务系统(Sino Med)中2000年至2016年国内外发表有关3D打印技术在脊柱外科植入物应用的文献。目前,已经用于制备椎间融合器的3D打印材料主要包括金属类(以钛为主)、非金属类。以上材料制作的3D打印骨科植入物部分已应用于临床,但椎间融合器的研发及应用鲜有报道,其安全性及术后长期相关并发症、相关法规等问题尚待解决。3D打印技术能够让脊柱植入物手术更加精细、更加准确并且更加安全可靠,能够提供个性化定制的椎间融合器。随着材料学、3D以及4D打印技术的迅猛发展,更多的多维打印椎间融合器及其他体内植入物将会被研发并应用于临床。     

3D打印钛及钛合金医疗器械的优势及临床应用现状*

3D打印作为一种新型快速成型制造技术,在个性化、复杂三维结构及难加工医疗器械的制造中,无论在成本还是交付时间上,都体现出传统技术无可比拟的优势。本文概述了3D打印医疗器械的主要应用特点和优势,重点论述了3D打印钛及钛合金医疗器械的研究动态、临床应用及病例,对其大规模广泛应用和推广前景进行了展望。     

3D打印技术在脊柱外科的应用进展

3D打印又称增材制造,是一种可以将三维的数字模型通过金属粉末或塑料等可黏性材料打印为实物模型的快速成型技术。3D打印技术广泛应用于脊柱外科、头颈外科、整形外科等外科领域。本文对3D打印技术在脊柱外科疾病诊断、术中导航、内置物定制和支具制作、医患沟通及临床教学中的应用进展进行综述,分析其优点和不足,并对3D打印技术在脊柱外科的应用前景进行展望。     

3D打印技术在牙科制造领域中的应用及未来

文题释义： 熔融沉积成型：是将热熔性材料加工成丝状,经过送丝机构到达热熔喷嘴上,之后热熔性材料被加热装置加热融化,沿着打印机已经设定好的路径进行运动,同时加热融化的丝状材料在成型平台上凝固成型,层层粘接堆积,最终形成产品模型。 光固化立体成型技术：能够在微米级的精细分辨率下制造高表面质量的零件,其成型过程就是树脂材料进行光固化聚合的过程,一般是以点成线、以线成面,然后成型平台根据打印参数决定的打印层厚进行升降。 背景：对于牙齿缺损或缺失的病例,需通过个性化制作修复物达到治疗目的。传统的制作工艺耗时长、费用高、精准度差。3D打印技术引入牙科制造后,能一定程度提高制作效率和品质。 目的：介绍 3D 打印技术在牙科制造中的应用现状,讨论目前应用中存在的技术瓶颈,展望未来3D打印技术在牙科制造应用的发展方向。 方法：作者以“3D printing,metal implant,dental manufacturing,dental restorations,3D 打印,骨缺损,金属内植物,牙科制造,牙科修复”等为关键词,检索1980至2019年期间的Web of Science、万方、CNKI 数据库中的相关文献。初检文章 261 篇,筛选后对60篇文章进行参考总结。 结果与结论：3D 打印牙模、数字化种植导板、蜡型等已在牙科制造中得到应用和推广,3D打印技术在牙科制造已得到较广泛的应用,使用最为广泛的6种工艺分别是树脂光固化成型、叠层实体制造、熔融沉积成型、选择性激光烧结、选择性激光熔化、立体喷墨技术。目前3D打印技术在牙科制造领域的应用存在着一定的技术瓶颈,突破技术瓶颈后,3D打印技术在未来的牙科制造领域将能发挥更大作用。 ORCID: 0000-0002-0781-7537(姚路) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程