述评——3D打印技术在骨科的临床应用及展望

13D技术及应用1.13D打印技术3D打印技术又称快速成型技术(rapid prototyping,RP),是一种通过逐层堆叠打印的方式来制造实物模型的技术。它在计算机的控制下,通过逆向工程技术(reverse engineeiring,RE),即利用各种数字化设备对现有实物进行扫描和测量,利用计算机数据处理,运用各类可黏合材料进行精准3D打印。     

3D打印引导支架穿刺引流术治疗脑出血患者的护理体会

总结了15例3D打印引导支架穿刺引流术治疗脑出血患者的护理体会,包括对脑出血患者实施的术前、术后护理。认为3D打印引导支架穿刺引流术治疗脑出血疗效满意,有效的护理措施能最大程度确保手术效果,提高患者生存质量。     

个体化3D打印种植导板在多牙种植中的临床应用

目的:对3D打印种植导板和传统种植导板在多牙缺失种植中的效果进行观察,并评价患者的满意度.方法:30例(83颗牙)缺牙需种植的患者,用随机数字表法分为传统种植导板组(CIT组,15例,42颗牙)和3D打印种植导板组(TDPIT组,15例,41颗牙),CIT组患者采用传统种植导板,TDPIT组患者采用3D打印种植导板,比较2组患者植入种植体的颈部和尖部偏离值、种植体角度偏离值及角度满意度,术后1年牙周袋探诊深度、骨吸收情况及种植成功率.通过满意度问卷调查,比较2组患者对牙种植效果的满意度.采用SPSS19.0软件包对数据进行统计学分析.结果:TDPIT组种植体颈部和尖部在近远中向、颊舌向和垂直向3个方向的偏离值以及在近远中向和颊舌向2个方向的平均角度偏离值均显著小于CIT组(P＜0.05),且TDPIT组种植体在近远中向和颊舌向2个方向的角度满意度显著高于CIT组(P＜0.05).2组患者术后1年种植体牙周袋探诊深度及骨吸收情况无显著差异(t=1.144,P=0.256;t=1.063,P=0.291).2组患者术后3个月和6个月种植成功率无显著差异(P＞0.05),但术后随访9个月和1年,TDPIT组种植成功率显著高于CIT组(90.48％:100％,x2=4.102,P=0.043).满意度问卷调查显示,TDPIT组患者对种植的满意度显著高于CIT组(86.67％:53.33％,x2=3.968,P=0.046).结论:3D打印种植导板植入的种植体精度、种植成功率和患者满意度优于传统种植导板,适合推广应用.     

溶血磷脂酰胆碱对MG-63细胞粘附和迁移能力的影响

目的 探讨溶血磷脂酰胆碱(lysoph-osphatidylcholine,LOA)对骨肉瘤细胞粘附和体外迁移能力的影响.方法 培养骨肉瘤细胞Mg-63,待其生长至对数生长期,传至第3代收集肿瘤细胞,各细胞分为两份.通过LOA预处理细胞后,一份以MTT微量酶比色反应法定量粘附细胞数,一份以划痕损伤实验检测迁移能力.统计分析比较LOA对骨肉瘤细胞迁移和粘附能力的相关性.结果 MTT法检测结果显示,不同作用时间(0、6、12、24、48 h)不同剂量LOA(0.000、0.001、0.010、0.060、0.100 mg/ml)干预后骨肉瘤细胞体外粘附能力明显加强,与对照组(0.000 mg/ml各组)相比,差异有统计学意义;Transwell结果显示,不同作用时间(0、6、12、24、48 h)不同剂量LOA(0.000、0.001、0.010、0.060、0.100 mg/ml)干预后骨肉瘤细胞体外迁移能力随着时间及剂量的增加而明显加强,与对照组(0.000 mg/ml各组)相比,差异有统计学意义.结论 LOA具有促细胞骨架变化进而调节细胞粘附和迁移能力的作用,表明LOA在恶性肿瘤发生进展中可能与肿瘤的侵袭和转移密切相关.     

3D打印技术治疗脑动脉瘤的应用前景

文题释义：脑动脉瘤：颅脑动脉瘤是指脑动脉内腔的局限性异常扩大造成动脉壁的一种瘤状突出，是造成蛛网膜下腔出血的首位病因，具有极高的致残率和致死率。 3D打印技术：是一项新兴技术，主要以三维CT数据建模，利用计算机辅助设计，打印出1∶1的解剖结构仿真模型。背景：介入治疗可以作为无法手术切除脑动脉瘤患者的姑息性治疗手段，但是手术初期病灶的定位或者介入治疗时导管的走行等，仅通过二维图像无法得到准确而清晰的显示，并且与操作者自身的经验及对图像的理解力等因素有关。3D打印模型是具有高仿真度及个体化特征的物理模型，在医疗领域具有个性化、精准化等优点，目前广泛应用于骨科、口腔颌面外科等，但是在颅脑动脉瘤治疗中的应用较少有报道。 目的：归纳脑动脉瘤的分型及治疗现状，展望3D打印技术在脑动脉瘤治疗中的应用前景。方法：通过计算机检索CNKI、万方数据库、PubMed数据库、EI数据库，检索词为“脑动脉瘤，临床分型，治疗，3D打印，Cerebral aneurysm，Clinical classification，treatment，3D printing”。检索出相关文献96篇，根据纳入和排除标准，归纳出51篇文献进行汇总、归纳，具体包括脑动脉瘤的分型、开颅手术及介入治疗、3D打印技术应用现状等相关内容。结果与结论：①目前临床上常用的脑动脉瘤治疗手段各有其优势及局限性，在这种情况下提出3D可视化和3D打印技术，是对脑动脉瘤患者临床治疗的重要补充；②它可以通过放大、旋转、透明化等操作更直观、准确地显示器官解剖和空间结构，同时还可以准确定位动脉瘤发生部位、计算动脉瘤大小和体积、明确动脉瘤形态等，这对于颅脑动脉瘤的术前诊断、制定手术计划、手术中精确操作、提高手术成功率等方面具有重要的临床意义；③同时3D打印的实体模型在病情沟通、住院医师手术操作培训等方面也有广泛应用；④通过总结3D打印技术在脑动脉瘤治疗上的研究进展，对于三维可视化及3D打印技术的应用有了更清晰的认识，无论是结合流体力学进行血流动力学的研究还是在现有的治疗方案的基础上进行精细化处理，都推动了临床研究向前发展。 ORCID: 0000-0002-8030-7082(张耀春) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

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。     

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     

敲减AKR1A1基因对H2O2及4-羟基壬烯醛诱导的1321N1脑星形细胞瘤细胞损伤的影响

目的 初步探讨星形胶质细胞瘤细胞中的醛酮还原酶1A1(AKRIA1)在抗氧化应激和有毒醛代谢中的作用.方法 通过LipofectamineTM RNAiMax以siRNA转染1321N1细胞,用Western blot法和qRT-PCR检测1321N1细胞中AKR1A1基因抑制水平.siRNA转染后的细胞经H2O2和4-羟基壬烯醛处理后使用MTT法检测细胞成活率;采用2 ',7’-二氯二氢荧光黄双乙酸酯(DCFH-DA)标记法检测敲减AKR1A1基因对H2O2诱导的1321N1细胞内活性氧(ROS)水平的影响.结果 Western blot法和qRT-PCR结果显示1321N1细胞经特异性siRNA转染后,AKR1A1基因的表达受到明显抑制(70％).MTT法检测结果显示,siRNA-AKR1A1转染后的1321N1细胞在H2O2或4-羟基壬烯醛压力下的细胞成活率显著降低,而且敲减AKR1A1的1321细胞内H2O2诱导的ROS水平显著高于对照细胞.结论 使用的特异性siRNA能有效抑制AKR1 A1基因在1321N1星形细胞瘤细胞中表达,AKR1A1参与1321N1脑星形细胞瘤细胞中的4-羟基壬烯醛代谢,并且很可能参与调节脑细胞的抗氧化应激机制.     

基于有限元仿真的数字化脊柱侧弯矫形研究

目的:对脊柱侧弯患者全脊柱进行数字化信息提取,研究矫形角度与矫形力的关系,并基于CT断层扫描数据信息对患者侧弯脊柱进行三维重建,验证矫形方案的可靠性,从而为患者提供最优的个体化脊柱侧弯矫形方案。方法:根据患者CT断层扫描数据,在Matlab软件中对患者侧弯脊柱进行数字化建模,以力学原理推导矫形力与矫形角度的关系式,从而确定脊柱侧弯矫形方案。利用Mimics19.0、3-Matic等医学三维软件,对患者脊柱侧弯部分进行完整三维重建并在AnsysWorkbench中进行有限元仿真,验证矫形方案效果。结果:重建出的脊柱三维模型能够准确反映患者实际脊柱侧弯情况,Matlab软件计算得到的最优化矫形方案能够在有限元仿真中得到验证。结论:基于数字化三维重建的脊柱侧弯矫形能够针对患者个体情况提供最优化的矫形方案,辅助临床医生选择满足患者实际需求的治疗方案。     

3D打印技术在唇腭裂精准与个性化治疗中的应用北大核心

背景:3D打印技术的临床应用为唇腭裂精准化、个性化治疗提供了有效的辅助手段。目的:归纳3D打印在唇腭裂诊治中的应用现状,展望3D打印技术在唇腭裂精准与个性化治疗上的应用前景。方法:通过计算机检索中国知网、万方和PubMed数据库,以“唇裂、腭裂、唇腭裂、3D打印”为中文检索词,以“Cleft Lip,Cleft Palate,Printing,Three-Dimensional”为英文检索词,共检索出约77篇相关文献。根据纳入和排除标准,最终纳入68篇文献进行汇总、归纳,具体包括唇腭裂的分类、治疗、3D打印技术应用现状等相关内容。结果与结论:①在术前(后)正畸及塑形中,3D打印提供了个性化矫治器,且随着生物活性剂的加入,还出现了多种矫治器制造的新策略,包括使用新型材料和药物涂层,使得3D打印矫治器能具有抑菌性作用,提升了治疗效果,但目前矫治器材料强度、硬度以及长期有效性均有待进一步探索。②在手术计划与模拟环节中,引入3D打印导板和计算机辅助虚拟手术系统,用来规划手术指南,帮助了术者更精准地进行手术操作,降低了手术难度,然而其主要针对骨性组织的辅助治疗,在唇腭裂软组织方面的辅助作用较弱。③在术中植入物环节中,个性化组织工程结构的生物材料因拥有良好的骨创导、骨再生性,且贴合患者骨组织的三维空间结构,是用于唇腭裂患者骨性裂隙植入修复的研究热点材料,但其在治疗过程中的生物相容性、安全性还未进行深入研究。④在手术培训与教育方面,3D打印解剖模型能帮助医学工作者更好地学习唇腭裂相关理论知识及手术技巧,同时可以作为医患沟通的良好工具。⑤因此,利用3D打印技术,配合计算机辅助虚拟手术系统以及个性化组织工程结构的生物材料来治疗唇腭裂,可促进唇腭裂由经验治疗向个性化及精准化治疗的转变,达到唇腭裂治疗效果。