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打印假体在人工关节置换中的应用

3D打印技术正在快速发展,在骨科临床中的应用也在日益增多。本文简要回顾了3D打印技术及在骨科中的应用,并侧重于以3D打印技术量产的人工关节假体。后者目前集中在用3D打印技术制造超多孔界面的植入物,并在人工髋臼杯中得到了较多的应用。随着以3D打印技术制造的人工关节植入量的增加,需要进一步研究以证实其与传统制造工艺相比的优越性以及中长临床效果。     

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打印技术在髋臼双柱骨折手术治疗中的辅助作用

目的探讨3D打印技术在髋臼双柱骨折手术治疗中的辅助作用。方法回顾性分析2012年1月至2018年11月本院创伤骨科治疗并获得随访的19例髋臼双柱骨折患者,在术前采用3D打印技术制作骨盆髋臼模型并在该模型上完成预手术、钢板塑形、术前规划,最终实施切开复位内固定手术。所有患者术前均采集骨盆髋臼CT数据,进行三维重建,将数据输入3D打印计算机软件,采用3D打印技术打印骨盆模型,进行术前规划及模拟手术。统计患者的手术时间、术中出血量、术后骨折复位情况及髋关节功能评分。末次随访根据改良的Merle d’Aubigne和Postel评分标准评定临床结果。结果本组19例髋臼双柱骨折患者均获得良好的骨折复位。手术时间为1.5~3.6 h,平均2 h;术中出血量为220~1 300 mL,平均523 m L;骨折愈合时间为9~16周,平均13.2周。末次随访根据改良的Merle d’Aubigne和Postel评分标准:优10例,良7例,可1例,差1例,优良率89.5%。结论利用3D打印技术,在术前能为髋臼双柱骨折患者制定精准的手术方案,缩短手术时间,缩短创伤骨科医师的学习曲线,临床效果良好。     

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。     

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...     

膝关节置换中的3D打印技术

<正>1项目概述个体化和精确化是骨科的一个重要方向,近年来,随着计算机技术在医学领域的应用,数字医学应运而生并蓬勃发展,使骨科手术精确化、个性化的手术设计成为可能。随着3D打印技术的出现,使数字化设计实现了从虚拟模型到现实模型的跨越。3D打印技术,即一种"快速成型技术",它是一种以数字模型文件为基础,集成CAD技术、数控技术、激光或电子束技术和材料科学等现代科技成果,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过分层     

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     

3D打印技术在颌面整形外科的应用进展

近年来,3D打印技术已经被广泛地研究并应用于生物医学领域,该技术能够有效地改善整形外科手术方式。本研究基于3D打印技术在颌面整形外科的发展现状,主要对该技术在术前模拟、医学教育、临床应用及假体制作等方面的应用作一综述,归纳了该技术在不同情况下的应用特点、应用范围及其实际应用中的优势,总结了当前3D打印技术在临床应用的新方法,分析了当前该技术的主要困难及其发展方向,并对其发展趋势进行了展望。     

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打印技术辅助内外侧锁定钢板内固定治疗胫骨平台Schatzker Ⅵ型骨折的疗效分析

目的 分析3D打印技术辅助内外侧锁定钢板内固定治疗胫骨平台Schatzker Ⅵ型骨折的临床效果。方法 随机性选取武汉市江夏区第一人民医院骨科2018年6月至2020年6月40例胫骨平台Schatzker Ⅵ型骨折患者,随机分成2 组,每组各20 例。其中,对照组患者进行内外侧锁定钢板内固定治疗,实验组患者采用3D打印技术辅助内外侧锁定钢板内固定治疗。观测两组患者的手术时间、术中出血量、透视次数、术后伤口感染、Rasmussen解剖部位评分及功能评分。结果 与对照组比较,实验组患者的手术时间显著缩短,术中出血量和透视次数明显减少。但是两组患者术后6 个月解剖部位评分和功能评分的优良率均无显著差异。结论 3D打印技术辅助内外侧锁定钢板内固定治疗胫骨平台Schatzker Ⅵ型骨折可缩短手术时间,减少术中出血量和透视次数,值得临床推荐。     

3种3D打印模型辅助治疗RobinsonⅡB2型锁骨骨折

背景：随着3D打印技术在医学中的应用及发展，使得骨科内固定手术迈向精准化、个体化，通过3D打印技术获得的等比例骨折模型进行术前模拟、规划，实现了由传统的2D图像向更加形象、精细的立体实物的跨越，让术者提前了解骨折类型、预演复位顺序，进而实现骨折手术的个体化实施，优化了手术过程，带来更佳的术后恢复效果和更少的手术并发症。目的：比较3种3D打印模型结合计算机虚拟复位技术辅助切开复位接骨板内固定和传统切开复位接骨板内固定治疗RobinsonⅡB2型锁骨骨折的临床疗效。方法：将80例RobinsonⅡB2型锁骨骨折患者随机分为试验组(40例)和对照组(40例)，试验组利用3种3D打印模型(患侧锁骨骨折模型、计算机模拟锁骨骨折复位后模型、健侧锁骨镜像模型)结合计算机虚拟复位技术在术前进行体外手术预演，最后利用健侧锁骨镜像模型进行3D打印来提前弯折和选择接骨板进行内固定，对照组直接进行切开复位接骨板内固定。比较两组患者入院至手术时间、术中出血量、手术时间、透视次数、对接骨板的折弯次数、骨折愈合时间、并发症发生情况及两组患者治疗前后目测类比评分、Constant肩关节功能评分。结果与结论：试验组患者...     

3D生物打印技术在心脏组织工程中的研究进展

心脏组织工程（CTE）是一种具有发展前景的心脏修复技术，为心脏组织的研究提供了平台，其主要应用于修复受损或无效的血管、心脏瓣膜和心肌。三维（3D）生物打印技术已经越来越多地用于医学的不同领域，包括心血管疾病（CVD）。文章就CTE的3D生物打印技术的最新进展作一综述，针对特定CVD患者的3D打印模型，重点介绍了3D打印模型在先天性心脏病、冠状动脉疾病及主动脉瓣疾病等CAD中的应用，以及生物打印过程中常用于生物墨水的海藻酸盐、明胶、纤维蛋白和胶原蛋白等生物材料，并分析了3D生物打印技术在CTE领域的应用前景及未来要面临的挑战。3D生物打印技术因能够将多个细胞整合到具有复杂3D结构的打印支架中而备受关注，为多种CAD患者提供更多治疗方案，增强了临床医生对复杂疾病的理解和对复杂手术的信心。随着3D打印技术的发展和打印材料的改进，3D打印技术将在CTE中应用会越来越广泛。     

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。