3D打印技术在骨科临床应用中的研究现状

3D打印技术是近年来新兴的一种高科技制造业技术在骨科中应用主要在以下几个方面:模型制造、定制骨科植入物、骨科手术辅助器等方面,有效整合于骨科的术前诊断、手术规划、个性化内植物定制及术中植入内植物的指导等多个环节,解决了骨科许多疑难问题,如术前诊断、医患沟通、手术方案选择、术中内固定物置入及辐射暴漏、术后并发症及功能恢复等,与传统方法 相比,具有直观、个体化、可操作性强等优点.该文就我国3D打印技术在骨科的应用作一综述.     

3D打印技术在骨科中的应用进展

骨科医生主要通过X线片、CT和MR等影像学资料进行病情分析和诊断治疗,往往依赖医生的经验,且缺乏立体的视触感。近年来,3D打印技术迅猛发展,其可将患者虚拟的影像迅速转换成三维实体物件,并且可实现材料结构的个性化定制以及与病变部位的解剖学匹配,已广泛应用于骨科疾病的诊断、治疗和康复。另外,三维组装细胞和材料的生物打印技术有望实现骨肌组织的再生修复,具有广阔的应用前景。本文旨在综述3D技术在骨科应用的前沿研究,总结存在的问题,展望未来。     

3D打印骨科钛合金医疗器械的性能研究进展

在骨缺损治疗中通常使用生物相容性和机械性能较好的钛合金骨科医疗器械进行替换,但是传统的加工制造工艺不能满足对复杂外形医疗器械的加工要求.近年来流行的3D打印技术具有传统材料制造技术不具有的优点,其性能优良的生物医用材料结合先进的材料制造技术,在骨科医疗器械领域具有很大的发展潜力.在计算机软件的帮助下,可以按照患者的需求...     

APP软件结合3D打印技术教学模式在骨科住院医师规范化培训中的应用

目的:探讨移动APP软件结合3D打印技术教学在骨科住院医师规范化培训(以下称规培)中的应用效果.方法:选取蚌埠医学院第一附属医院参加骨科专业规培的学员46名作为研究对象.采用抽签的方式将学员随机分为实验组和对照组,每组23名.对照组采用传统的CPBL教学模式,实验组在对照组基础上,辅以APP软件及3D打印技术教学.比较...     

3D打印技术在骨科研究生重度滑脱病例临床教学中的应用研究

目的 初步探讨3D打印技术在骨科研究生临床教学中的作用.方法 选取该院36名骨科硕士研究生为研究对象,将其分为试验组和对照组,每组18名.试验组采用书本+影像资料+3D打印的脊柱模型(重度滑脱)进行教学;对照组采用书本+影像资料教学.对于教学质量的评价采用多时间点的客观评价指标(自制调查问卷)和课后3个月的学生主观评价...     

3D打印在肺肿瘤应用实例分析

目的 探讨3D打印技术在肺肿瘤的应用价值.方法 选取2例肺脏肿瘤患者化疗或靶向治疗前后肺脏肿瘤的变化进行CT成像,并利用数字化三维重建技术构建实体瘤三维模型进行3D打印,对实体瘤进行直观评价.结果 成功构建了实体瘤数字化三维模型,并利用3D打印技术打印出完整的3D模型进行疗效分析.结论 3D打印模型具有立体性、直观性及个体化特点,能够丰富个体化治疗水准、方便医患沟通,为临床、科研及医学教学提供一种新的方法.     

3D打印技术在脊柱肿瘤手术中的应用

目的 探讨3D打印技术在辅助脊柱肿瘤手术中的应用.方法 对22例脊柱肿瘤患者术前行CT扫描,收集数据进行三维模型重建,使用3D打印机制作出与实体1:1大小的病灶区域的脊柱模型,参考打印模型,制定手术方案、模拟手术操作、预处理内置物,指导治疗.结果 22例均手术成功,症状均较术前有改善.术中参照打印模型,做到了精确、完整的切除病灶区域.术后X线复查,可见内置物位置良好,未见松动、移位.结论 使用3D打印技术能够直观、全面的显示脊柱病灶区域的解剖毗邻关系,术者能够提前熟悉病灶,术中可以精确、完整的切除肿瘤,避免重要血管、神经的损伤,预处理内置物材料,进而缩短手术时间,减少术中出血.     

3D打印技术在固体片剂制备领域中的研究进展

近年来,3D打印技术在航天材料配件、生物医疗器械、环境艺术模型等众多领域中被广泛应用,该技术可一步成型,且工艺简单,产品参数灵活可调,目前已经被用于多药复方制剂、缓控释制剂、高载药量片剂以及异形片剂等个性化药物制剂的研究。本文综述了几种常用的3D打印技术的分类、原理及其在固体片剂制备领域中的应用,并对其发展前景进行了分析和总结,希望可以为其在药物制剂领域的研究提供参考。     

3D打印技术在口服固体制剂中的应用研究进展

口服固体制剂是临床用药最为常见的剂型。3D打印技术能够通过计算机辅助设计精准调控口服固体制剂的内部构成以及外部形貌,进而控制药物释放性能,实现精准化治疗。近年来,国内外学者制备出了速释、缓控释、复方、中药等众多3D打印口服固体制剂,用于改善传统口服固体制剂存在的不足。随着精准化治疗的发展,3D打印药物制剂逐渐成为研究热点之一。同时,3D打印作为新兴科学技术存在些许不足,亟待科研工作者共同努力解决。本文综述3D打印技术分类及其在口服固体制剂中应用、机遇与挑战,为3D打印技术在口服固体制剂中的研究与应用提供参考依据,为临床个性化给药提供新的思路和技术。     

3D打印引航精准切除纵隔巨大肿瘤的护理配合

目的 探讨3D辅助胸腔复杂肿瘤切除手术中护理的配合.方法 复习分析3D辅助胸腔复杂肿瘤切除手术患者的临床资料,总结该例手术的术前护理准备、器械准备,术中护理配合等经验.结果 通过精心的护理配合,手术顺利完成,历时7.5 h肿瘤完整切除,术中出血2 000 ml,术后恢复情况良好.结论 通过3D模型,护士能够更加直观的了解手术需求,进行良好的护理配合,为高难度手术的顺利完成提供有力的护理支持.     

Innovative color jet 3D printing of levetiracetam personalized paediatric preparations

3D printing is a promising technology used in the fabrication of complex oral dosage delivery pharmaceuticals. This study first reports an innovative color jet 3D printing (CJ-3DP) technology to produce colorful cartoon levetiracetam pediatric preparations with high accuracy and reproducibility. For this study, the ideal printing ink consisted of 40% (v/v) isopropanol aqueous solution containing 0.05% (w/w) polyvinylpyrrolidone and 4% (w/w) glycerin, which was satisfied with scale-up of the production. The external and internal spatial structures of the tablets were designed to control the appearance and release, and cartoon tablets with admirable appearances and immediate release characteristics were printed. The dosage model showed a good linear relationship between the model volume and the tablet strength (r > 0.999), which proved the potential of personalized administration. The surface roughness indicated that the appearance of the CJ-3DP tablets was significantly better than the first listed 3D printed drug (Spritam^Ⓡ). Moreover, the scanning electron microscopy and porosity results further showed that the tablets have a structure of loose interior and tight exterior, which could ensure good mechanical properties and rapid dispersion characteristics simultaneously. In conclusion, the innovative CJ-3DP technology can be used to fabricate personalized pediatric preparations for improved compliance. Due to the stable formulation and fabrication process, this technology has the potential in scale-up production.     

3D打印制药虚拟仿真实验教学平台建设的探索

3D打印制药是精准医疗理念指导之下的智能制造技术。3D打印制药虚拟仿真实验教学平台以3D建模软件、3D打印设备与综合设计性实验教学设计为基本构成元素,采用开放式教学应用模式,实践制药技术信息化理念,推动研学转化,促进学生创新创业能力的养成。     

3D打印金属假体置换治疗颈椎脊索瘤1例

目的 探讨颈椎肿瘤的治疗方法.方法 报告1例颈椎肿瘤病例并进行相关文献复习.结果 患者,女,58岁,因发现左颈部无痛包块2月入院,入院后完善颈椎MRI、CT增强、全身骨扫描等检查,行CT引导下穿刺,明确肿瘤性质,择期在全麻下行颈椎肿瘤切除、3D打印假体置换手术,术后恢复顺利.结论 3D打印金属假体置换为颈椎肿瘤的治疗提供了一种新的方法.     

Preparation and investigation of novel gastro-floating tablets with 3D extrusion-based printing

Three dimensional (3D) extrusion-based printing is a paste-based rapid prototyping process, which is capable of building complex 3D structures. The aim of this study was to explore the feasibility of 3D extrusion-based printing as a pharmaceutical manufacture technique for the fabrication of gastro-floating tablets. Novel low-density lattice internal structure gastro-floating tablets of dipyridamole were developed to prolong the gastric residence time in order to improve drug release rate and consequently, improve bioavailability and therapeutic efficacy. Excipients commonly employed in the pharmaceutical study could be efficiently applied in the room temperature 3D extrusion-based printing process. The tablets were designed with three kinds of infill percentage and prepared by hydroxypropyl methylcellulose (HPMC K4M) and hydroxypropyl methylcellulose (HPMC E15) as hydrophilic matrices and microcrystalline cellulose (MCC PH101) as extrusion molding agent. In vitro evaluation of the 3D printed gastro-floating tablets was performed by determining mechanical properties, content uniformity, and weight variation. Furthermore, re-floating ability, floating duration time, and drug release behavior were also evaluated. Dissolution profiles revealed the relationship between infill percentage and drug release behavior. The results of this study revealed the potential of 3D extrusion-based printing to fabricate gastro-floating tablets with more than 8 h floating process with traditional pharmaceutical excipients and lattice internal structure design.     

筏钉技术结合3D打印治疗伴关节面塌陷的胫骨平台骨折疗效

目的 探讨应用筏钉技术结合3D打印治疗伴有关节面塌陷的胫骨平台骨折的临床疗效。方法 选择2013年9月至2015年9月铜陵市立医院骨科收治的41例伴关节面塌陷的胫骨平台骨折患者，均采用筏钉技术支撑塌陷关节面，41例患者按不同的术前准备方式分为3D组（16例）和普通组（25例）。比较两组手术时间、术中出血量、术中骨折一次性复位成功率、术后膝关节功能评分和关节面二次塌陷率等。结果 3D组患者手术时间、术中出血量均小于普通组，差异有统计学意义（P<0.05）；3D组患者术中骨折一次性复位成功率和术后Rasmussen膝关节功能评分高于普通组，差异有统计学意义（P<0.05），术后9个月两组患者关节面二次塌陷率的差异无统计学意义（P>0.05）。结论 筏钉技术结合3D打印治疗伴有关节面塌陷的胫骨平台骨折，可减少手术时间和术中出血量，提高术中骨折复位效率，改善术后膝关节功能。     

3D打印技术在口服固体制剂中的应用与挑战

近年来3D打印技术发展迅速,已被广泛应用于组织工程、牙科、建筑、汽车和航空航天等领域,然而在制药领域,该技术仍处于起步阶段,其潜力尚未得到充分发掘,直到FDA批准第一个3D打印药物才引起科研人员的兴趣。本文介绍了黏合剂沉积法、物料喷射法、挤出法、粉末床熔融法及光聚合法等各种3D打印技术,并尝试对目前使用3D打印技术制备的口服固体剂型(尤其是片剂)进行了全面回顾,突显其在制药领域较好的适用性。与传统制剂技术相比该技术具有明显的优势,其中最突出的是制剂个性化定制以提高依从性,但还需要克服诸多技术挑战,以释放其在制药工业中的真正潜力。     

3D打印华法林钠片的质量评价

目的：对不同剂量的3D打印华法林钠片进行质量评价。方法：采用HPLC法进行样品含量及有关物质测定,含量均匀度测定;采用质构仪测定片剂的硬度和崩解时间;采用《中国药典》方法将3D打印华法林钠片溶出时间与传统压片制剂比较;采用《欧洲药典》方法将3D打印分剂量方式与传统分劈分剂量方式进行比较;采用光学显微镜和相机观察3D打印片剂的内部结构和外观。结果：3D打印华法林钠片的各项指标均合格,且溶出时间较传统片剂快,分剂量方式也更准确简便。结论：3D打印技术可作为片剂分剂量的一种重要手段。     

The clinical significance of 4D printing

4D printing is the next step on from 3D printing involving the fourth dimension of ‘time’. The programmed 4D-printed objects are capable of changing their shape in response to external stimuli, such as light, heat, or water, differentiating them from 3D-printed static objects. This technique promises new possibilities for cancer treatment, drug delivery, stent development, and tissue engineering. In this review, we focus on the development of 4D-printed objects, their clinical use, and the possibility of 5D printing, which could revolutionize the fields of biomedical engineering and drug delivery.     

自主3D打印技术在神经外科的应用价值探索

目的　探索自主设计制作3D打印器材的经验与效果,以供同行借鉴。方法　选择2021年2月至11月在江汉大学附属湖北省第三人民医院利用自主3D打印技术辅助颅脑手术的患者6例（男4例,女2例;年龄34～73岁）,通过3D-Slicer软件进行影像重建及模板制作,利用Ultimaker Cura软件设计打印流程并切片,选用热熔堆积固化成型打印机与PLA（聚乳酸打印）材料,最后利用打印的模板及模型引导手术,并评价其效果。结果　共利用该技术辅助手术6例,其中2例脑出血及2例肿瘤设计的定位定向导板效果满意;1例颈内动脉床突上段大动脉瘤,模型的血管与其下方的支撑结构相融合,指导动脉瘤夹闭术效果差,但是制作三维模型的过程中获取的三维立体影像可辅助指导手术;1例眼动脉段动脉瘤,模型与三维影像一致,指导动脉瘤栓塞术效果满意。结论　自主3D打印技术能满足手术的需求,用于引导穿刺、术前手术模拟与手术规划;对于复杂且关系紧密的结构,自主3D打印技术获取的三维建模影像与打印模型,二者相辅相成,可共同引导手术的进行。