生物3D打印在神经外科领域中的研究进展

生物3D打印技术结合临床医学需求的研究趋势愈加明显，尤其在神经外科脑肿瘤、颅骨修补、神经和血管方面的研究日渐增多，但目前还未真正运用到临床。随着生物材料以及细胞技术等的不断发展，生物3D打印技术在神经外科领域中的应用将会取得突破进展。本文通过回顾目前国内外生物3D打印技术在神经外科领域中的临床应用和前沿研究，总结生物3D打印技术在神经外科领域的应用现状，分析未来应用的发展趋势，综述如下。     

3D打印技术在颈椎管内外哑铃形肿瘤手术中的应用

目的 探讨3D打印技术在颈椎管内、外哑铃形肿瘤手术中的应用.方法 前瞻性纳入2016年6月至12月宁夏医科大学总医院神经外科收治的5例颈椎管内、外哑铃形肿瘤患者,均采用后正中入路切除肿瘤.术前5例患者行CT血管造影及MRI检查,将原始影像学数据导入医用手术设计软件Mimics 17.0中进行重建,利用3D打印机建立3D打印模型,利用该模型制定手术方案并模拟手术,以指导手术治疗.结果 重建的二维图像和3D打印模型均能准确显示肿瘤与其周围血管、神经、椎体之间的解剖关系,可为肿瘤的Toyama分型提供更直观的依据.肿瘤全切除3例,次全切除2例.无一例出现椎动脉损伤或神经功能障碍加重.术后未出现肌力下降、脑脊液漏、切口感染以及颈椎反曲畸形等并发症.结论 3D打印模型可全面、直观、精准地显示颈椎管内、外哑铃形肿瘤与其周围结构的解剖关系,有助于最大程度地切除肿瘤,减少术后并发症.     

3D打印模型辅助耳前颞下锁孔入路切除岩斜区肿瘤

目的探讨3D打印模型在耳前颞下锁孔入路切除岩斜区肿瘤中的应用及效果。方法回顾性分析12例岩斜区肿瘤病人,应用3D打印模型,还原岩斜区肿瘤组织与毗邻的重要血管。根据3D打印模型,测量岩骨磨除范围,制定最佳手术方案。结果术中结合3D打印模型可直观显示肿瘤对岩骨的破坏情况及术中岩骨需磨除范围。8例脑膜瘤均达到SimpsonⅠ级切除;神经鞘瘤全切除2例,次全切除1例。海绵状血管瘤1例行部分切除。平均随访1.5年,未见肿瘤复发。结论 3D打印技术可与影像资料结合,为神经外科手术,特别是颅底肿瘤提供有价值的信息。     

3D打印技术在生物医学领域的应用

<正>3D打印起源于20世纪80年代,近年来发展迅猛,被誉为"第三次工业革命的重要标志之一"。生物3D打印是3D打印的一个分支,目前正在国内外掀起新一轮研究热潮。本视频对生物3D打印作一个简要介绍。一、什么是生物3D打印生物3D打印是基于"增材制造"的原理,以特制生物"打印机"为手段,以加工活性材料包括细胞、生长因子、生物材料等为主要内容,以重建人体组织和器官为目标的跨学科跨领域的新型再生医     

3D打印技术在脑血管病中的应用进展

3D打印技术是以三维数学模型数据为基础，通过逐层叠加成实体模型的一种新型辅助 技术。脑血管病解剖结构复杂、手术操作难度大、个体化治疗要求高。随着3D打印材料及技术的发 展，3D打印技术在脑血管病领域得到了广泛的应用与发展，目前主要应用于制作脑动脉瘤、动静脉 畸形、脑动脉狭窄的血管模型，临床上可协助医师模拟培训、制订手术计划、指导手术操作，提高手 术效率、降低手术风险，未来可利用3D打印技术联合人造干细胞培养血管生物支架，为脑血管病治 疗提供新的契机。     

3D打印技术在脑血管病中的应用进展

3D打印技术是以三维数学模型数据为基础，通过逐层叠加成实体模型的一种新型辅助
技术。脑血管病解剖结构复杂、手术操作难度大、个体化治疗要求高。随着3D打印材料及技术的发
展，3D打印技术在脑血管病领域得到了广泛的应用与发展，目前主要应用于制作脑动脉瘤、动静脉
畸形、脑动脉狭窄的血管模型，临床上可协助医师模拟培训、制订手术计划、指导手术操作，提高手
术效率、降低手术风险，未来可利用3D打印技术联合人造干细胞培养血管生物支架，为脑血管病治
疗提供新的契机。     

3D打印结合影像融合技术在脊柱肿瘤手术中的应用(附18例临床分析)

目的应用3D打印技术及影像三维融合对脊柱肿瘤手术进行术前评估及手术入路指导,规避手术风险。方法选取2017年3月至2019年3月期间18例脊柱肿瘤患者设为3D组,术前对该组患者的影像数据进行三维影像融合,结合3D打印技术制作目标模型,为手术切口指定、术中风险预处理做出指导;选取2014年3月至2017年3月期间行传统脊柱肿瘤手术治疗的22例患者设为对照组,两组均依据FranKel神经功能分级与改良的MacNab疗效评定标准进行术后疗效随访评价,从而对两组手术预后作比较。结果 3D组术后神经功能分级与症状缓解程度优于传统组手术(P0.05)。结论 3D技术应用于脊柱肿瘤的术前计划,术中可以尽可能完整的切除肿瘤组织,同时避免重要血管、神经的损伤,改善了脊柱肿瘤患者手术成功率,改善术后患者生存质量。     

多模态影像融合联合多介质3D打印在复杂颈椎管内外沟通性肿瘤手术中的应用

目的 研究多模态影像融合联合多介质3D打印技术在复杂颈椎管内外沟通性肿瘤的临床应用价值。方法 对21例累及2个节段以上、脊柱骨质破坏、肿瘤包绕椎动脉的复杂颈椎管内外沟通性肿瘤患者应用多模态影像融合技术,从MRI、CT薄层扫描、CTA中分割提取肿瘤、血管、骨质组织结构数据信息进行融合重建,形成三维可视化的多组织数字模型,并通过多介质3D打印技术将模型实体化,用于手术计划及术中操作指导。结果 本组患者均融合出满意的肿瘤、血管、脊柱骨质三介质的三维可视化数字模型,以及3D打印的肿瘤和毗邻结构实体模型。模型直观显示出肿瘤破坏椎弓根、小关节及椎体骨质的程度与范围,肿瘤包裹椎动脉的空间位置关系。根据三维可视化数字和3D实体模型设计手术入路、指导术中操作。21例患者的肿瘤均在镜下全切,其中9例患者因脊柱失稳行一期内固定;无死亡及瘫痪病例。术后2例患者出现新发局灶性神经根损伤症状。讨论多模态像融合联合多介质3D打印技术能直观显示出复杂椎管内外沟通肿瘤的瘤体与血管、骨质的三维空间位置关系,有助于手术规划及术中对神经血管和脊柱稳定性的保护,提高肿瘤全切率,降低并发症发生率,有显著的临床应用价值。     

基于颅脑CT与MRI多模图像融合的3D打印模型制作及应用研究

目的研究基于颅脑CT与MRI图像融合的3D打印技术,制作颅脑三维虚拟模型及实体模型,探讨其在临床工作中的意义。方法利用1例小脑幕脑膜瘤患者颅脑CTA、MRI扫描所得的DICOM数据,CT图像分割重建颅骨、血管、头皮模型,MRI图像分割重建脑组织、肿瘤、脑室系统、头皮模型,以头皮模型为基准进行配准融合,完成复合三维虚拟模型的构建,优化处理后经3D打印技术制作实体模型,并邀请15名神经外科医师对模型进行独立评分。结果制作出高逼真度等比例的颅脑实体模型,问卷调查所有问题的平均分均4分。结论利用颅脑CT与MRI图像融合及3D打印技术制作的三维虚拟模型及其实体模型,对神经外科医师的疾病认识与手术应用、医患沟通、临床培训等方面有重要意义。     

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打印技术在现代神经外科中的应用

3D打印技术作为新型制造技术,在医学领域已有数十年的发展历史,于各个专科均有不同程度的应用。3D打印技术高精度、个体化制作等优势使其能够应用于神经外科领域。本文简述了3D打印技术的生产过程和原理,分析其在神经外科领域各个亚专科应用的作用及意义,指出其目前还存在的不足。相信在技术发展、制度完善的前提下,该技术将给神经外科领域带来重大革新。     

3D打印技术在脑膜瘤术前定位中的初步应用

目的 探讨3D打印技术在脑膜瘤术前定位中的应用价值。方法 收集2016年12月至2017年6月手术治疗的脑膜瘤10例,其中大脑凸面脑膜瘤7例、大脑镰旁脑膜瘤3例;将病人颅脑CT或MRI薄层扫描所得二维影像资料以DICOM格式刻盘存档,作为脑膜瘤原始数据,应用Mimics17.0软件重建出三维图像,最后通过3D打印出3D导板。术前将3D打印导板置于术区进行肿瘤定位。结果 10例均成功设计并打印出个体化3D打印导板,术前可辅助准确定位。肿瘤均达到SimpsonⅠ级切除。术后未出现明显血肿、脑水肿及神经症状。结论 3D打印技术可用于脑膜瘤术前精准定位,优化手术方案,提高手术效果。     

应用3D打印颅脑模型行内镜下经鼻蝶入路手术训练

目的应用3D打印颅脑模型加快神经外科医师内镜下经鼻蝶入路手术的学习曲线。方法应用3D打印技术制作颅脑模型并进行内镜下经鼻蝶入路手术训练:磨除鞍底骨质,使用刮匙刮除肿瘤,使用吸引器吸除肿瘤。本研究邀请18位神经外科医师(专家组,助手组和观摩组)与5位研究生参与所有训练项目。结果研究生组3项操作的平均得分逐渐提高,第10次操作得分比第1次有明显提高(P 0.05)。专家组、助手组和观摩组得分显著高于研究生第1次得分(P 0.05),但研究生第10次操作得分显著高于观摩组(P 0.05),且在使用刮匙和吸引器的操作得分显著高于助手组(P 0.05)。结论 3D打印颅脑模型有助于提高神经内镜下经鼻蝶入路手术的基本操作水平,具有实用、简便、经济的优点。     

3D打印技术在桥脑小脑角肿瘤手术治疗中的应用

目的 探讨3D打印技术在桥脑小脑角（CPA）肿瘤手术中的应用价值。方法 回顾性分析2016年10月至2019年10月应用3D打印技术辅助显微手术治疗的16例CPA肿瘤的临床资料。结果 16例中,肿瘤全切除8例,近全切除6例,次全切除2例。术后无脑积水、脑脊液漏及明显肢体运动功能障碍。术后病理示听神经鞘瘤14例,脑膜瘤1例,三叉神经鞘瘤1例。1例失访,其余15例数半年复查MRI未见肿瘤复发。结论 3D打印技术能够完整呈现CPA结构、肿瘤形态及周围组织,充分模拟手术过程,能够提高CPA肿瘤全切除率。     

3D打印技术在硬膜外血肿手术中的应用

目的探讨3D打印技术在硬膜外血肿手术中的初步应用。 方法选取山东省滨州市阳信县人民医院神经外科自2016年1月至9月收治的2例硬膜外血肿患者,获取颅脑CT扫描的原始数据,制作硬膜外血肿的三维模型和与头面部组织完全贴合的"盔甲"三维模型,依据硬膜外血肿在"盔甲"模型的投影进行剪切,得到硬膜外血肿的范围,通过3D打印实体化得到手术模具。设计合理的手术切口进行手术,观察术后治疗效果。 结果患者术后复查CT显示血肿清除比较彻底,无迟发性出血;术前剧烈头痛、意识障碍及肢体偏瘫等颅内高压症状消失。随访6个月,患者恢复正常生活及社交,GOS评分5分。 结论应用3D打印技术进行模具打印,能够对硬膜外血肿进行精确定位,评估手术风险,选取合理的手术入路,降低手术创伤,解除血肿压迫。     

3D打印在神经外科的应用进展

随着现代科技的发展,3D打印技术已广泛应用于医学领域,在神经外科教学、科研、疑难病例诊断、复杂手术指导等方面起到越来越重要的作用。本文通过查阅相关文献,阐述3D打印技术及其在神经外科的应用进展。     

3D打印技术辅助显微手术治疗蝶骨嵴内侧型脑膜瘤

目的 探讨3D打印技术辅助显微手术切除蝶骨嵴内侧型脑膜瘤的疗效。方法 回顾性分析20例蝶骨嵴内侧型脑膜瘤病人的临床资料，按照3D打印技术要求进行必要的影像资料重建，按1∶1比例打印出颅骨、血管和肿瘤模型，直观观察肿瘤与这些重要结构的关系，并在手术过程中指导切除肿瘤、保护重要结构。均行显微镜下分块切除肿瘤。结果 肿瘤达SimpsonⅠ级切除3例，Ⅱ级11例，Ⅲ级4例，Ⅳ级2例。术后多数病人临床症状改善。随访10～96个月，复发1例；KPS评分80～100分14例，60～80分4例，≤60分2例；本组无死亡病例。结论 在3D打印技术指导下行蝶骨嵴内侧型脑膜瘤切除术，可提高术前谈话的针对性，促进医患沟通，提高手术切除准确性和安全性，减少相关血管及重要结构损伤，值得推广。     

基于颅脑CTA的3D打印技术在颅内动脉瘤夹闭术中的应用

目的 探讨基于颅脑CTA的3D打印技术在颅内动脉瘤夹闭术中的应用效果。方法 回顾性分析2017年1月~2018年9月夹闭术治疗45例颅内动脉瘤的临床资料。依据颅脑CTA数据构建颅内动脉瘤3D打印模型，根据3D模型制定手术方案。结果 3D打印技术测量动脉瘤长度、宽度以及厚度与CTA无明显差异（P>0.05）。45例动脉瘤均完全夹闭。术后6个月GOS评分5分29例，4分10例，3分5例，2分1例。结论 对于颅内动脉瘤，基于颅脑CTA的3D打印模型可还原瘤体及其周围血管毗邻关系，不仅有利于术前医患交流，且能够更为直接的掌握病情并制定显微手术方案。     

基于颅脑CTA 3D打印技术在颅内动脉瘤手术治疗中的应用

目的探讨基于颅脑CTA的3D打印技术在颅内动脉瘤手术中的应用。方法利用4例颅内动脉瘤病人颅脑CTA扫描所得的DICOM数据,针对颅骨、血管采用不同的分割方法进行数据信息提取和重建,并在同一坐标系下实现装配和融合,优化处理后经3D打印技术进行实体化,用以辅助病人手术治疗。结果 4例病人均重建出三维复合虚拟模型并制作实体解剖模型,应用于术前预案的制定及术时辅助手术定位与实施,手术均获得成功。结论基于颅脑CTA的3D打印技术获得的实体解剖模型制作,能够起到辅助动脉瘤定位,减少术中损伤和降低术后并发症的作用。     

3D打印技术在神经外科的应用研究进展

正随着打印技术的不断成熟,3D打印技术在医学领域被广泛应用,并显示出巨大优势~([1～3])。本文就3D打印技术在神经外科的应用研究进展进行综述。1 3D打印技术目前,打印技术主要分四种。一是熔融沉积(fused deposition modeling,FDM)技术,通过加压喷头沉积热敏材料来重建物体。虽然现行的FDM技