3D打印个体化人工椎体在胸腰椎肿瘤整块切除后脊柱稳定性重建中的应用

目的探索3D打印个体化人工椎体在胸腰椎肿瘤整块切除后脊柱稳定性重建中的临床疗效。方法回顾性分析华中科技大学同济医学院附属同济医院2015年7月至2020年6月收治的接受一期后路全脊椎整块切除术的胸腰椎肿瘤患者28例,分为2组,每组14例。其中3D组使用3D打印个体化人工椎体重建,常规组使用钛笼重建。对比两组的住院时间、手术时间、术中出血量,记录术前、术后7 d及末次随访时视觉模拟评分(VAS),Frankel分级情况,测量节段高度及角度,评估临床疗效。结果两组患者住院时间、手术时间、术中出血量和VAS评分比较,差异无统计学意义。共8例患者Frankel评分获得一个等级的改善(28.6%)。3D组椎间高度丢失(1.9±2.2)mm,内植物沉降2例,沉降率14.3%;常规组椎间高度丢失(6.6±5.5)mm,内植物沉降8例,沉降率57.1%;两组比较差异有统计学意义(<0.05)。在节段角度丢失方面组间差异无统计学意义(=0.571)。3D组所有患者内固定良好,常规组1例患者发生断棒情况。结论 3D打印人工椎体可以更好地维持节段高度,降低椎间隙塌陷和内固定失败的风险。     

3D打印金属椎体替代物力学性能

目的 对钛网及3D打印金属椎体替代物力学性能进行研究,为临床中人工椎体选择与结构优化设计提供指导。方法 通过压缩力学测试,对钛网及3D打印多孔型、桁架型与拓扑型椎体替代物的等效力学属性与结构破坏形式进行系统研究。结果 钛网等效弹性模量[(2 908.73±287.39) MPa]仅次于拓扑型椎体替代物,但其结构强度与稳定性较差,等效屈服强度[(46.61±4.85) MPa]仅高于多孔型椎体替代物,且在压缩中率先屈服;多孔型椎体替代物结构强度[(18.14±0.17)~(25.79±0.40) MPa)]不足,难以满足脊柱重建力学要求;桁架型椎体替代物等效弹性模量[(2 477.86±55.19)~(2 620.08±194.36)MPa]与等效屈服强度[(77.61±0.50)~(88.42±1.07) MPa]良好但稳定性不足,在压缩过程中容易出现失稳现象;拓扑型椎体替代物具有最高的等效弹性模量[(3 746.28±183.80) MPa]与等效屈服强度[(177.43±3.82) MPa],可为人工椎体在体服役安全稳定提供更强保障。结论 拓扑优化方法可实现椎体替代物高强度、高稳定性设计,提供更大的设计空间与安全余量,为人工椎体轻量化与新材料设计提供更多可能。     

3D打印精确穿刺椎体成形在新发椎体压缩性骨折中的应用

背景:目前临床医生在采用经皮椎体成形修复椎体压缩性骨折时,如何精准操作并使骨水泥均匀分布于伤椎骨折块间,从而减轻腰背部疼痛症状,对于椎体压缩性骨折患者的术后康复至关重要.近年来发展的3D打印伤椎椎体技术可为临床外科医生提供伤椎解剖学参考依据.目的:探讨3D打印伤椎骨折模型和精确穿刺椎体成形在新发椎体压缩性骨折中的应用效...     

3D可视化联合3D打印在肝癌大部分肝切除术中的应用

目的:探讨基于3D重建系统软件的肝体积评估和3D可视化、3D打印辅助肝癌大部分肝切除术的应用价值。方法:将符合要求的肝癌行大部分肝切除术患者46例,随机分为观察组和对照组,每组23例。观察组（3D组）患者采用3D可视化技术和3D打印模型进行围手术期规划和指导,主要基于肝体积评估等术前规划和3D可视化分析、3D打印指导肝切除术手术;对照组（CT组）患者采用传统CT资料进行肝体积评估等术前规划、CT二维影像资料指导肝切除术。观察指标:虚拟切除肝体积、实际切除肝体积、残肝体积、标准残肝体积比、手术时间、术中出血量、术后并发症、患者满意度等。结果:3D组与CT组虚拟切除肝体积与实际切除肝体积、虚拟（术前）残肝体积与实际（术后）残肝体积比较,差异均无统计学意义（P>0.05）,相关性分析显示虚拟切除肝体积与实际切除肝体积呈正相关性（3D组r=0.990, P<0.001;CT组r=0.943, P<0.001）。3D组与CT组虚拟残肝体积比、实际残肝体积比比较,差异均无统计学意义（P>0.05）,且相关性分析显示呈正相关性（3D组r=0.931, P<0.001;CT组r=0.902, P<0.001)。3D组术中出血量少于CT组（P<0.05）,3D组患者满意度优于CT组（P<0.05）。两组患者手术时间、术后并发症等比较,差异无统计学意义（P>0.05）。结论:3D重建系统软件和CT软件在评估肝癌大部分肝切除术的肝体积均可行、准确,具有很好的临床应用价值,有助于肝切除术的安全实施。3D可视化联合3D打印在围手术规划可减少手术出血,提高患者满意度,在临床应用中具有潜在优势。     

3D打印技术在脊柱外科的应用

BACKGROUND: Three-dimensional printing technology is a new technology which can quickly and accurately transform the virtual computer-aided design into the three-dimensional physical prototypes. Three-dimensional printing physical model method can replace the method of traditional preoperative planning and repair surgical simulation, with the characteristic of repeatable, which has been deepened day after day in clinical application of spine surgery. OBJECTIVE: To summarize the application status of three-dimensional printing technology in spine surgery and look forward to its future development directions. METHODS: The articles regarding the application of three-dimensional printing technology on clinical applications in spine surgery were retrieved from PubMed databases, Google Scholar, China National Knowledge Infrastructure and Wanfang Database from January 2000 to July 2015. The key words were 3D printing technology, rapid prototyping technology, spine, vertebra, department of orthopedics, fracture, joint, hand and foot, bone tumor, trauma, cervical vertebrae, thoracic vertebrae, lumbar vertebrae, sacral vertebrae, pedicle of vertebral arch, vertebral body, intervertebral disc, and clinical application. A total of 50 articles with a good representation were selected and discussed after repetitive studies and reviews were excluded. RESULTS AND CONCLUSION: The three-dimensional printing technique has been applied in preoperative diagnosis, individualized orthosis customerization, the communication between doctors and patients, teaching, the formulation of individualized and high-accurate repairing plan, intraoperative navigation and individualized implant customization. These results suggest that with the rapid development of medical imaging, digital medicine and technologies of the cell and tissue culture and new materials, three-dimensional printing technology will have a wide range of applications in spine surgery.       

3D打印技术在皮肤癌近距离放疗中的初步应用

目的:探讨3D打印技术在皮肤癌高剂量率近距离治疗个体化施源器模板制作中的应用。方法:根据1例基底细胞 皮肤癌患者的定位CT图像进行术前计划设计,然后根据患者轮廓和术前计划中预设管道位置完成3D模板打印。将打印 好的模板置于病灶处并加以固定,再次进行CT扫描,将两次的CT图像进行融合匹配,以确定管道位置重合程度。结果: 3D打印模板与患者外轮廓高度贴合,实际治疗中,3D打印模板中施源器管道位置可与预计划中的施源器管道位置完成 匹配重合,提高了靶区覆盖率。结论:对于位置轮廓曲面角度大的皮肤癌病变,根据术前计划进行3D打印模板辅助近距 离治疗可使病灶较好地达到处方剂量。临床疗效与不良反应尚需进一步观察。     

3D打印技术在生物医学领域的应用研究进展

3D打印技术在生物医学领域有着独特的优势与广阔的应用前景。近年来,细胞打印、组织打印、器官打印相继出现,药物打印、医疗器械打印等亦陆续实现。面对复杂手术病例,外科医生和科研人员探索了结合3D打印技术的手术方案,完成了包括案例讨论、手术模拟及植入手术等众多临床应用,促进了3D打印技术在医学领域的应用与发展。旨在从医学教学、骨科手术、口腔医学、生物打印、药物打印、医疗器械制造等方面描述3D打印技术在医学领域的应用研究现状,并对其未来发展提出了展望。     

3D打印技术在脊柱外科中的应用进展

总结国内外脊柱外科,特别是在复杂脊柱疾病中（尤其是严重脊柱畸形和脊柱肿瘤）使用3D打印技术的文献,重点关注提到的3D打印种类、具体应用方法、治疗效果以及成本效益分析。对在脊柱外科手术中使用3D打印技术的文献进行电子检索,国内文献使用中国知网数据库进行检索,国外文献使用PubMed以及Web of Science数据库进行检索。检索词为:脊柱外科、3D打印技术、增材制造、快速成型、脊柱畸形、脊柱肿瘤;英文词为:Spine、Scoliosis、Spinal Tumor、3D printing、Additive manufacturing、Rapid prototyping。并对纳入的文献进行分类总结,检索到文献116篇（中文72篇,英文44篇）,进行全文阅读分析后纳入文献35篇（中文15篇,英文20篇）。根据文献内容将3D打印应用分为手术导板、解剖模型以及个体化植入物。纳入文献提到的优点主要有减少手术时间、出血量、术中照射次数以及手术并发症发生率、改善治疗效果、提高患者满意度等。主要局限在于该技术目前缺乏统一标准、额外的打印费用、增加的学习成本、设计3D打印物耗费的时间以及植入物远期可靠性等。3D打印技术在脊柱疾病的治疗中确有价值,但在常见脊柱疾病中使用3D打印技术的意义和价值并不大,只有在较为复杂的病例中使用这项技术才能符合成本效益原则。     

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打印技术在生物学中的应用与进展

现代成像技术是生物医学领域中的一个重要组成部分。然而,由于传统的2D方法所具有的代表性,使得许多包含3D 重建的传统方法被限制。3D 打印,也被称作快速原形技术或者增材制造技术,它是通过电脑辅助,分层加工、逐层叠加的方式获得三维产品,曾经应用在工业与制造领域中。3D 成像分析会提供比2D 放射线照相技术更详细的信息,由于3D 打印的这些附加优点,因此它可以应用于术前计划以及再生治疗中。现如今,3D 打印技术已经被广泛的应用于医学领域。例如,3 D 打印技术的应用已经被延伸到组织或器官的生物细胞打印,组织工程中骨架的创造以及在多样的医学领域中的实际临床应用。本文就目前3D 打印技术在生物学中的应用及进展加以综述。     

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。     

3D打印技术在康复支具制作的应用研究

康复支具作为保护受损部位,限制与矫正肢体异常活动的体外装置在康复治疗学领域一直发挥着不可替代的作用,3D打印技术为患者提供更为精准的个性化康复治疗服务。本文从概述康复支具制备的规范与必要流程出发,详细介绍了国内外3D打印技术在康复支具制作中的应用案例,简要分析了该技术在康复支具制备与应用中的优势与不足,最终对其在康复支具制作中的发展前景做出展望。     

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打印技术在骨科康复中的应用

向康复医学、康复治疗学等专业人士介绍3D打印技术,运用此技术制作的矫形器可以达到提高患者日常生活活动能力、减轻功能障碍和减少术后并发症的目的。假肢、义肢可以个性化弥补肢体缺陷、提高器具使用率;辅助器具可以满足患者特定的功能需求,帮助其重新回归家庭和社会,提高器具的使用满意度。本文综述3D打印技术的基础以及在康复领域使用该技术的优势与现阶段存在的问题,并对未来在康复领域的应用进行展望。     

3D打印技术在髋关节置换术中的应用

目的:探讨3D打印技术在髋关节置换术中的应用。方法:对130例行髋关节置换术患者的临床资料进行回顾性分析,按照手术方法不同分为传统手术组（n=70）和3D打印组（n=60）,比较两组手术情况、影像学指标、手术前后髋关节功能评分、下肢力线、并发症发生率。结果:3D打印组术中出血量少于传统手术组,手术时间、下床时间及住院时间均短于传统手术组（P<0.05）;3D打印组臼杯外展角偏差、前倾角偏差、髋关节旋转中心的垂直距离及水平距离偏差均小于传统手术组（P<0.05）;3D打印组术后3个月髋关节功能Harris评分高于传统手术组（P<0.05）;3D打印组术后3个月下肢力线低于传统手术组（P<0.05）;两组并发症发生率比较差异无统计学意义（P>0.05）。结论:3D打印技术辅助髋关节置换术的效果与传统手术相当,但其能够减少术中出血量,缩短手术时间、下床时间及住院时间,提升术后髋关节的稳定性,改善下肢力线。     

医学影像数据与3D打印技术

随着新材料和新技术的不断发展,影像学数据和3D打印技术之间的联系越来越紧密。采集影像数据并进行三维数字化建模是实现医学3D打印的基础。本文综述了3D打印技术及基于影像学数据所生成的三维模型在临床领域的应用。最后,对影像学技术和3D打印技术在未来的发展前景做了简要论述。     

3D打印技术在重度脊柱侧弯截骨联合钉棒内固定矫正治疗中的辅助作用

目的:探讨及分析3D打印技术在重度脊柱侧弯截骨联合钉棒内固定矫正治疗中的辅助作用。方法:选取2017年9月至2019年9月间收治的重度脊柱侧弯患者42例,所有患者均采用截骨联合钉棒内固定矫正治疗,根据是否采用3D打印技术辅助治疗,将用3D打印技术辅助治疗的21例患者设为观察组,未采用的21例患者为对照组。对两组患者围术期指标、置钉数量、置钉准确率及治疗效果等指标进行统计,并分析治疗后并发症发生率。结果:[①]观察组手术时间（115.32±15.28） min、术中出血量（197.52±23.87） mL、术中X光暴露次数（5.24±1.62）次、术后引流量（189.56±19.97） mL等围术期指标优于对照组（P<0.05）。[②]观察组患者置钉106枚,置钉准确数101枚,置钉准确率为95.28%;对照组患者置钉113枚,置钉准确数92枚,置钉准确率为81.42%,两组患者置钉准确率有显著差异（P<0.05）。[③]治疗后,两组患者的脊柱侧弯和后凸Cobb角数据均较治疗前有明显改善（P<0.05）,且观察组患者在术后和复查中的角度数据优于对照组,两组之间差异显著（P<0.05）。[④]观察组患者发生1例伤口出血,发生率为4.76%;对照组发生内固定松动1例、神经损伤2例、伤口出血2例、曲轴1例,发生率为28.57%;观察组发生率低于对照组（P<0.05）。结论:对于重度脊柱侧弯患者,在采用截骨联合钉棒内固定矫正治疗基础上,利用3D打印技术进行辅助治疗,能够有效改善患者围术期相关指标,提高置钉准确率,稳固治疗效果,减少并发症发生情况。     

3D打印技术辅助肱骨髁间骨折治疗

肱骨髁间骨折因在目前局限的手术方式下很难达到最理想的效果而成为现阶段最难治疗的骨折之一。本研究将3D打印技术用于肱骨髁间骨折辅助治疗。53例肱骨髁间骨折患者被分为3D打印组及常规组两组,由同一小组骨科医生进行手术治疗。通过对术中、术后随访,3D打印组与常规组相比手术时间明显缩短;术中失血量明显减少;骨折愈合时间无显著差异;术后未发现严重并发症,并发症发生率也相对较低。