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打印模块与关节周围皮肤缺损

<正>文章探讨了通过3D打印技术进行设计及制备的滑轮模块在绑鞋带技术治疗皮肤缺损中的可行性。分别测量分析硅胶袢直径和皮肤吻合器钉子等实物的相关参数后,在UG软件中对滑轮和底座进行三维建模,将模型3D打印并装配。替代传统绑鞋带技术中用皮肤吻合器制作的扣环,将3D打印的滑轮装置和传统的绑鞋带技术装置在人工皮肤制备的皮肤缺损模型中进行对比实验,验证滑轮装置均匀传     

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。     

临床复杂骨折中3D打印技术的应用进展

伴随着我国现代化科学技术的不断发展提升,在临床治疗中也充分应用了现代化科学技术,更多的先进技术融入到了治疗中,为广大患者带来了福音.3D打印技术是一种以实物模型制作来进行手术治疗的一种新技术,充分利用了数字模型数据,然后通过粘合材料打印方法再把实物打印出来,在骨科中应用极广,且受到了广大好评.     

基于3ds Max技术内耳模型的3D打印

目的利用3ds Max软件制作内耳模型,然后用熔融沉积型3D打印机进行内耳模型打印。方法首先用3ds Max软件以网格化修饰构建内耳模型,经Repetier-Host软件处理后利用熔融沉积型3D打印机进行打印。结果利用3ds Max软件制作的内耳模型可以通过熔融沉积型3D打印机打印内耳解剖模型,并能清晰显示内耳的解剖结构。结论将3ds Max技术与熔融沉积型3D打印机相结合进行人体解剖模型打印可以成功打印出人体解剖模型。     

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打印技术辅助骨盆髋臼骨折术中骶髂螺钉置入准确性及学习曲线的回顾性队列研究

目的 探究骨盆髋臼骨折术中3D打印技术辅助骶髂螺钉置入的准确性及其学习曲线。方法 选择2020年1月～2023年1月我院收治的112例骨盆髋臼骨折患者,根据是否使用3D打印技术分为常规组(56例)和3D打印组(56例),比较两组临床资料;线性回归分析单枚骶髂螺钉置入时间与手术例数的相关性,评价3D打印技术的学习曲线。结果 3D打印组的手术时间、单枚骶髂螺钉置入时间、骨折愈合时间明显短于常规组,术中出血量、围手术期输血量、导针穿刺次数、术中X线透视次数明显少于常规组,骶髂螺钉置入位置优良率、术后骨折复位优良率、髋关节功能恢复优良率明显高于常规组(P<0.05)。线性回归分析结果显示,3D打印组与常规组单枚骶髂螺钉置入时间与手术例数均呈明显负相关(r=-0.842、-0.590,P<0.001),3D打印组回归方程为单枚骶髂螺钉置入时间=69.839-4.413×手术例数,R²=0.709,常规组为单枚骶髂螺钉置入时间=16.243-0.111×手术例数,R2=0.348。结论 骨盆髋臼骨折手术应用3D打印技术能够显著提高骶髂螺钉置入的准确性,增加手术安全...     

3D打印技术应用于肩胛骨骨折的手术前规划

文题释义： 3D打印技术：3D打印是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置,根据电脑三维软件绘制模型数据,然后将模型数据转化为3D打印机能识别的数据,通过电脑控制使用3D打印机把“打印材料”(尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料等)逐层叠加起来,最终把模型数据变成实物。目前在医学领域,3D打印广泛应用于体外模型制造、医疗器械定制、组织工程定制、人工器官、组织再生、人体植入物定制、临床修复治疗和药物研发试验等许多方面。 肩胛骨骨折：人体肩胛骨前后均由肌肉包绕,骨折少见,多因高能量的直接暴力造成,常为多发性创伤的一部分。肩胛骨骨折主要临床表现为：①肩胛区域疼痛,压痛部位通常与骨折线相一致;②骨折处肿胀明显;③骨折侧肩关节活动受限明显,其中外展活动受限最明显。无移位者通常保守治疗,常用方式为上肢吊带固定,制动3周。位移明显者通常需要行手术治疗。 背景：目前的肩胛骨骨折内固定手术受限于肩胛骨复杂的解剖结构,其手术难度大、出血多、耗时长。 目的：观察3D打印技术应用于肩胛骨骨折手术的临床疗效。 方法：回顾分析南京医科大学第二附属医院骨科于2016年1月至2018年12月收治的28例肩胛骨骨折患者(年龄34-70岁)临床资料,其中14例常规准备后手术(对照组),另14例患者行64排薄层CT扫描并进行三维重建,应用3D打印技术打印骨折模型,设计手术入路、定制内固定物后实施手术(3D打印组)。记录两组手术时间、术中出血量、术中X射线透视次数。术后6周随访复查影像学资料,根据Hardegger肩关节功能评定标准评定疗效。所有患者对治疗方案均知情同意,且得到医院伦理委员会批准。 结果与结论：①28例手术均顺利完成,3D打印组手术时间、术中出血量及透视次数均少于对照组(P < 0.05);②术后6周3D打印组肩关节评分优良率高于对照组(P < 0.05);③3D打印组术中采用的手术入路、内固定物均与术前设计一致。3D打印技术应用肩胛骨骨折的手术治疗,有助于术者更好地了解肩胛骨骨折的特点和制定手术方案,降低手术难度,获得更为精准的复位,并减少手术时长、术中出血及术中X 射线透视次数,提高了手术疗效。 ORCID: 0000-0003-0266-0312(张涵) 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     

喷墨打印技术同步打印细胞和生物支架材料及在组织工程中的应用

背景：喷墨打印技术是将墨滴喷射到接受体形成图像或文字的非接触性打印技术。 目的：总结并讨论喷墨打印技术的研究进展及其在组织工程中的运用。 方法：由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI：1995/2010)和PubMed数据库(1995/2010),检索词分别为“喷墨打印技术,细胞打印,生物材料,细胞因子”和“inkjet printing,cell printing,biomaterial,cytokine,organ printing”。共检索到352篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入35篇文章。从喷墨打印技术研究进展及其在组织工程中的运用2个方面进行总结,对喷墨打印技术在细胞打印、生物支架材料打印、细胞活性因子打印及细胞-生物支架材料同步打印的应用等方面进行介绍。 结果和结论：喷墨打印技术作为一种新型组织工程技术,在组织与器官打印研究中有广泛的运用前景。该技术可以打印多种细胞,打印后的细胞能够存活和保持原有生物学活性,而且喷墨打印技术通过打印水凝胶支架材料,构建具有良好的三维结构的3D水凝胶支架。此外,运用喷墨打印技术可以打印细胞活性因子,并保持其生物学活性。通过同步打印细胞和生物支架材料,喷墨打印技术有望构建3D细胞-生物支架材料复合的仿生组织和器官。     

3D打印骨组织工程支架的研究与应用

背景：虽然应用传统方法制作骨组织工程支架取得一定成就,但在支架的三维结构、力学强度、支架个性化方面不太满意,通过3D打印技术制作支架的方法有望改变这些不足。 目的：对3D打印技术制作骨组织工程支架作一综述,对支架的未来优化进行展望。 方法：应用计算机检索PubMed和谷歌学术数据库中,2008至2015年关于3D打印技术制作骨组织工程支架的文章。纳入包含骨组织工程支架结构设计、材料及通过不同3D打印技术制作的支架性能研究文章,排除观点重复和陈旧的文章,最后对37篇文献进行归纳总结。 结果与结论：目前可用作骨组织工程支架制作的3D打印技术有熔融层积成型、立体平版印刷、选区激光烧结及3DP技术。3D打印技术制作的骨组织工程支架在力学、结构、个性化方面有其独特优势,但该技术仍有很多问题需要解决,比如原材料的问题、不同3D打印技术的不足问题及3D打印机器的改进问题等。相信在未来多学科的共同合作下,可以制作出适合于临床的骨组织工程支架,造福于人类。  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     

生物细胞三维打印技术与材料研究进展

生物细胞三维(3D)打印是一种新型的制造技术,通过该技术可以将细胞以及细胞支撑材料打印成复杂的具有3D结构与功能的组织。与其他3D打印技术相比,生物细胞3D打印需要对打印过程以及打印材料的生物环境进行研究。针对生物细胞3D打印的特点,本文主要讨论了生物细胞3D打印技术的发展现状,重点从打印技术与打印材料两个方面展开介绍。其中,针对现有打印技术,本文重点介绍了喷墨法、挤出沉积法、光固化成型法以及激光辅助法的精度、制备过程、材料要求以及对细胞状态影响,并在此基础上比较了各自的优势和局限性;针对常用的打印材料,本文重点介绍并对比了其交联方式、生物相容性以及应用场合等。生物细胞3D打印技术目前仍主要在实验室发展阶段,对现阶段生物3D打印技术原理与发展进行回顾总结不仅有助于思考如何将这一技术尽快投入实用,也有助于更好地规划生物3D打印的未来发展方向。     

三维打印技术在肝脏外科和肝毒性评价中的研究进展

三维(3D)打印作为一种新兴的快速成型技术,已广泛应用于生物医学领域。3D打印最初在医学中主要用于可视化模型、模具的构建,但随着生物医学领域3D打印技术的发展,该技术逐渐应用在复杂组织再生和器官重构等方面,通过生物3D打印获得的人工组织和器官,有望用于器官移植以及进行新药研发和药物毒性评价等医药学相关的研究。本文重点阐述了3D打印技术在肝脏外科中的个体化应用,并重点介绍了生物3D打印技术在肝移植、药物肝脏代谢和肝毒性评价中的研究进展,并进一步对其未来发展趋势进行了展望。     

3D打印重度肋骨骨折模型的临床应用

目的:探讨3D打印重度肋骨骨折模型的临床应用。方法:对9例重度肋骨骨折患者,共50处肋骨骨折,进行3D重建,采用3D打印技术,打印1:1物理模型,并测量肋骨骨折处高度及弯曲度,选择合适的接骨器型号进行体外模拟复位和内固定术。最后,根据3D打印模型及数据参数指导临床内固定术。同时,利用3D打印模型进行临床教学及医患沟通。结果:(1)3D打印结果:3D重建及3D打印模型均获得清晰的立体解剖结构,3D打印模型更直观真实。(2)根据3D打印模型测量的数据参数选取肋骨接骨器,均完全符合目标肋骨的要求。(3)3D打印模型有助于临床教学及医患沟通。结论:3D打印肋骨骨折模型有助于准确诊断重度肋骨骨折,有助于合适接骨器的准备及术中操作导航,从而减少手术创伤;通过3D打印模型,有助于医患沟通和临床教学。     

3D打印技术在先天性心脏病伴气管软化诊断与治疗中的应用

目的:运用3D打印技术建立儿童先天性心脏病伴气管软化模型,探讨3D打印建模对于临床诊断和治疗方案制定的意义。 方法:1例先天性心脏病伴气管软化的患儿,行容积螺旋穿梭技术（VHS）CT扫描后获得影像资料;将CT图像导入Mimics 17.0软件并对气管区域进行图像重建后处理,得到气管三维重建模型;再运用3-Matic10.0软件对三维模型进行网格优化操作并保存成STL格式;最后将数据导入Objet 260 3D打印机打印出三维模型。 结果:利用3D打印构建了患儿吸气相和呼气相气管模型,与气管镜检查的结果一致。 结论:通过3D打印技术打印了患儿的全尺寸气管模型,给先天性心脏病伴气管软化的临床诊断和治疗予以有效的协助和指导。     

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打印技术结合标志定位法在胫骨远端A型骨折中的临床应用

目的探讨3D打印技术结合标志定位法在胫骨远端A型骨折中的临床应用价值。方法回顾性分析武汉科技大学附属普仁医院骨科2019年1月至2021年2月收治的共62例胫骨远端A型骨折患者资料,患者被分为两组,3D打印技术结合标志定位法组(31例)采用3D打印技术结合标志定位法+微创内固定手术方式,传统组(31例)常规采用微创内固定手术方式。两组均在骨折断端有限切开进行复位,收集两组患者的手术时间、透视次数、术中失血量、AOFAS功能评分、钢板放置位置等数据。结果两组术中均达到解剖复位,通过对两组数据比较分析,术后6个月AOFAS评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。与传统组钢板放置角度(3.84±1.93)°、距离(2.19±1.42)mm相比,3D打印技术结合标志定位法组钢板放置角度为(2.87±1.09)°、距离(1.52±0.93)mm,差异具有统计学意义(P<0.05)。在手术时间、透视次数、术中失血量方面,3D打印技术结合标志定位法组(76.03±3.65)min、(3.23±0.76)次、(71.29±7.30)mL均少于传统组(79.74±6.92)min、(3.81±0.91)次、(76.29±9.31)mL,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论3D打印技术结合标志定位法在胫骨远端A型骨折手术中的应用有效缩短了手术时间、减少了透视次数和失血量,使钢板放置位置更加贴近胫骨力线,标志定位法为3D打印技术在胫骨远端A型骨折术前计划的准确实施提供了新思路。     

应用三维打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型的可行性研究

目的探讨应用三维(three dimensional,3D)打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型的可行性。方法前瞻性入选术前接受CT检查且拟行主动脉瓣置换术的患者8例,其中6例的主动脉疾病手术指征为主动脉瓣重度狭窄(2例合并主动脉瓣二叶式畸形),1例为人工生物瓣置入术后瓣膜失功能,1例为主动脉根部瘤合并主动脉瓣反流。CT扫描均使用前瞻性心电门控采集,将患者收缩期CT图像导入Mimics、3-matic、Magics、Freeform等医学三维图像建模及编辑软件,逐一进行疾病三维模型的构建,并打印出实物模型。结果 8例患者的主动脉疾病模型均成功构建,模型质量满意,有3例模型得到了手术验证。患者中位年龄为74岁(52～82岁),三维建模的中位耗时为4.5 h(3.0～5.5 h),3D打印的中位耗时为5 h(5～9 h),中位材料成本为3050元(2600～9700元)。结论应用3D打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型是可行的。     

3D技术打印椎体在全脊椎整块切除术中应用的初步探索

目的初步探索3D技术打印椎体在全脊椎整块切除术(Total en bloc spondylectomy,TES)中应用的可行性。方法选取广东紫金蓝塘土猪3只,T12、L1椎体进行后路全椎体切除术,置入3D打印假体,于T11、L2进行双侧椎弓根螺钉固定。观察术后土猪活动度、脊柱影像、双后腿痛觉和肌力。术后4月时处死,观察实体标本情况。结果手术成功,术后猪双后腿活动、痛觉良好。正侧位X片及CT三维重建,实物脊柱3D打印椎体-脊柱复合体观察,提示假体位置、椎间高度、脊椎序列完好。结论 3D技术打印椎体在临床脊柱全椎体切除术中的应用具有可行性,但需充分做好术前准备,如抗感染、补充血容量、假体型号合适、手术器械齐全等,才能保证手术的顺利完成。