计算机辅助设计与钛合金精密铸造的颅骨缺损个体化修复体

背景：现代的颅骨成形不应仅停留在修补缺损恢复颅腔完整性的基础上，而应达到颅骨表面解剖重建，兼顾形态和功能。目前常规使用的颅骨缺损修复方法存在许多缺限与不足，特别在修复巨大、复杂部位的缺损更加困难。 目的：探讨利用CT数据、CAD、快速成型技术结合现代铸造工艺，以医用钛合金为材料颅骨缺损个体化修复体原位辅助设计与精密铸造的方法。 方法：以成年山羊为实验对象，建立颅骨缺损的动物模型，CT连续薄层容积扫面获取原始数据，经数据处理后三维建模，在surfacer9.0中运用原位完全贴合、交互式屏幕显示法设计修复体三维模型。将设计的个性化修复体三维曲面模型数据输入快速成型机，完成修复体的原型制造。以钛合金为材料，运用熔模铸造法制作个体化修复体。 结果与结论：通过CT原始数据的获取、图像处理三维重建、原位完全贴合法个体化计算机辅助设计、修复体快速原型制造、钛合金精密铸造成型过程完成个体化修复体制作。修复体与缺损具有极强的适配性，吻合良好。结果说明基于CT数据、计算机辅助设计、快速成型技术为解决临床医学中长期困扰的“量身定作”问题提供了有效的方法和制作手段，简化了手术操作，缩短了手术时间，降低了手术风险，外形功能恢复满意。     

计算机辅助设计个体化塑形钛网修补大面积额颞顶部颅骨缺损16例

背景：近几年来，采用计算机设计的修复体修补颅骨缺损，使颅骨重建技术得到革命性的发展。 目的：利用计算机辅助设计技术进行个体化塑形钛网，观察其用于大面积额颞顶颅骨缺损修补的临床应用价值。 设计、时间及地点：回顾性病例分析，于2006-01/2007-08在柳州市人民医院神经外科完成。 对象：重型颅脑损伤大骨瓣减压术后额颞顶部颅骨缺损患者16 例,男12 例,女4 例;年龄16~52 岁。合并脑积水同时行V-P 分流2 例。缺损面积9.2 cm ×11.2 cm~12.2 cm ×14.6 cm。均于去骨瓣术后3~8个月行颅骨修补。 方法：应用计算机辅助设计、计算机辅助制造技术和快速自动成型技术,将钛网制成个性化颅骨修复体，将已塑形好的钛网置入颅骨缺损处，用钛钉固定缺损边缘。 主要观察指标：颅骨修复后塑形效果、并发症。 结果：1 例出现少量皮下积液，经穿刺抽液加压包扎后积液消失；钛网固定牢固，无浮动，头部正面观察对称适中，侧面观察曲度适合，无不规则凹陷，咀嚼无障碍。所有患者随访3~18 个月,无感染现象发生，无修补材料外露、塌陷、松动等常见颅骨修补并发症发生。 结论：应用计算机辅助设计颅骨缺损成型技术，对大面积颅骨缺损进行修复,可有效减少术后并发症,提高修复效果。     

个体化预制EH复合材料行颅骨修复效果分析

目的分析和探讨三维CT虚拟重建个体化预制的医用树脂和羟基磷灰石（EH）复合人工骨材料行颅骨修复的效果。方法从2003年1月至2006年5月，我科利用计算机三维CT虚拟重建和计算机数控成型技术，使用个体化预制成型的EH复合人工骨材料对98例颅脑损伤术后颅骨缺损患者进行颅骨缺损修复。结果98例不同部位颅骨缺损修复手术均圆满完成，随访6个月，总体外观满意，效果良好。结论用个体化预制的EH复合人工骨材料修复颅骨缺损，成型效果较好，术后并发症较少，是一种比较理想的颅骨缺损修复材料。     

三维个体化定制EH复合人工骨修补颅骨缺损

目的三维个体化预制医用树脂和羟基磷灰石复合人工骨材料应用于不同部位颅骨缺损患者的颅骨修复和重建。方法本院73例开颅术后颅骨缺损患者,利用计算机三维重建和计算机数控成型技术,将个体化设计成型的医用树脂和羟基磷灰石复合人工骨材料植入颅骨缺损部位进行重建和修复。结果 73例93处不同部位颅骨缺损修复手术,除2例2处因感染再次手术去除骨板外,其余均圆满完成,术后随访总体外观满意,效果良好。结论医用树脂和羟基磷灰石复合人工骨材料个体化修复颅骨缺损,术后成型效果好,未发生排异反应,是目前临床较理想的颅骨成型异体植入物。     

计算机三维塑形钛金属板修复颅骨缺损的临床应用

目的 探讨利用CT资料应用计算机三维塑形钛金属板治疗颅骨缺损的疗效。方法 对12例颅骨缺损患者在颅骨缺损60～180d内行颅骨缺损修复术，修补材料均应用钛网。术前应用螺旋CT薄层扫描，利用计算机进行颅骨三维重建，得到与患者头颅逼真的三维模型．设计出与患者缺损部位完全吻合的修复体。结果 术后切口均一期愈合，局部无红肿，外观无畸形．头颅对称，临床效果良好。结论 应用计算机三维塑形钛金属板修复颅骨缺损具有吻合精度高，手术时间短，安装简单，术中无需塑形，术后无张力，固定稳固，外观形态好，符合美容及生理机能要求等优点，临床应用前景广阔。     

计算机三维塑形在钛网个体化修补颅骨缺损中的应用

目的探讨采用计算机三维塑形技术进行个体化颅骨缺损修补的临床应用价值。方法选择68例颅骨缺损病人,术前利用CT进行头颅扫描取得颅骨缺损部位二维数据,根据二维数据利用计算机三维塑形重建制作个体化钛网。术中将钛网根据解剖结构固定于缺损部位。结果68例患者中,全部患者切口一期愈合,2例出现皮下积液(经皮下穿刺抽液后消失),所有病例修补后头颅对称,外形良好基本恢复了原始状态。结论应用计算机三维塑形钛网修补颅骨缺损值得推广。     

颅骨缺损的数字化塑型钛网修补术

目的 探讨利用计算机辅助设计与制造技术进行个体化塑形钛网颅骨缺损修补术的临床价值.方法 回顾性分析95例采用钛网修补术治疗颅骨缺损患者的临床资料.结果 术后没有出现因塑形欠佳造成的并发症,修复后的颅骨形状与原颅骨形状完全一致.结论 数字化三维塑形钛网修补颅骨缺损操作简便,术后并发症少,能提高患者生活质量,值得推广应用.     

数字化塑形与手工塑形钛网在大面积颅骨缺损修补应用中的比较

背景：计算机辅助设计个体化塑形钛网修补大面积额颞顶部颅骨缺损能最大限度地达到生理解剖形态上的成型。 目的：对比观察数字化塑形钛网与手工塑形钛网修补大面积额颞顶颅骨缺损塑形效果。 设计、时间和地点：对比观察，于2004-01/2008-07广西柳州市人民医院神经外科完成。 对象：2004-01/2008-07广西柳州市人民医院神经外科收治重型颅脑损伤大骨瓣减压术后大面积额颞顶部颅骨缺损患者62例，男43例，女19例；年龄16~58岁。 方法：34例重型颅脑损伤大骨瓣减压术后大面积额颞顶部颅骨缺损患者采用手工塑形钛网修补，28例颅骨缺损患者采用计算机辅助设计、计算机辅助制造技术和快速自动成型技术，将钛网制成个性化颅骨修复体进行修补。 主要观察指标：两种方法手术时间、钛钉用量、塑形效果及术后并发症比较。 结果：数字化塑形钛网组手术时间比手工组缩短约30 min (P < 0.05)；数字化塑形组钛钉用量比手工塑形组用量少(P < 0.05)。数字化塑形组钛修复体塑形曲度及边缘与缺损处吻合良好，两侧对称，达到生理解剖形态上的成型，外观满意率(96.5%)优于手工塑形组满意率。数字化塑形组2例出现皮下积液。手工塑形组3例出现皮下积液，9例有头皮刺痛现象，4例咀嚼疼痛，2例钛网边缘翘起。 结论：采用数字化塑形钛网对大面积颅骨缺损进行修复，与传统手工塑形相比，具有手术步骤简单，塑形的钛修复体曲度自然，达到生理解剖形态上的成型、术中无需再加工，术后并发症少等优势。     

计算机辅助设计的颅骨成形术治疗颞部颅骨缺损

目的研究颞部颅骨缺损的计算机辅助设计的颅骨成形术的材料制作和固定方法。方法对32例颞部颅骨缺损患者采用计算机辅助设计的颅骨成形术进行处理。头颅超薄CT扫描,了解颅骨及周围软组织的形状,制作患者缺损颅骨及颅骨缺损区周围感兴趣软组织的模型及补片模型;患者认可后制作钛合金网补片,手术植入。结果手术处理32例,补片与缺损颅骨完整适配,平均手术时间50分钟。手术并发症：2例术后出现头痛,1例于2周后、1例于4周后症状消失。术后随访3个月,无植入物松动、移位及感染发生。结论对于颞部颅骨缺损患者,根据CT的颅骨及周围软组织信息,采用计算机辅助设计颅骨成形术,制作钛合金植入材料,联合应用钛钉和加长钛螺丝将颅骨缺损补片固定在颞肌与头皮之间,可以简化手术,提高疗效。     

计算机三维重建EH复合型颅骨预制体修复额颞顶大面积颅骨缺损

目的利用计算机三维重建技术制作EH复合型颅骨预制体修复额颞顶区大面积颅骨缺损。方法对18例额颞顶区大面积颅骨缺损的患者,利用计算机辅助设计(CAD)技术和计算机辅助制造(CAM)技术制成的EH复合型颅骨预制体修复缺损部位。结果EH复合型颅骨预制体能与缺损周围组织精确吻合,达到了近乎完美的外观形态,无感染、无排异反应。结论利用CAD技术和CAM技术制成的EH复合型颅骨预制体修复额颞顶区大面积颅骨缺损是一种较为理想的方法。     

数字化模型辅助下钛网三维塑形修补颅骨

背景：数字化塑形的钛网已应用于颅骨缺损的修补，但存在设备技术条件要求较高，塑形周期较长，费用较高的问题。许多研究者试图找到一种不仅简便而且保留数字化塑形优点的制造方法，而制造出颅骨缺损的三维实物模型无疑是解决这一问题的关键。 目的：观察数字化模型辅助下进行钛网三维塑形的可行性及临床应用价值。 方法：颅骨缺损修补患者92例，根据钛网塑形方法分为2组：数字化模型辅助塑形组32例，利用常见设备快速制作出颅骨缺损的数字化模型，在模型辅助下进行钛网的三维塑形。手工塑形组60例，按照颅骨缺损形状利用钛网成型工具将三维钛网进行手工塑形。 结果与结论：数字化模型辅助塑形组患者的手术时间明显少于术中手工塑形组(P < 0.01)。数字化模型辅助塑形组使用固定用钛钉平均为5.781个，术中手工塑形组使用钛钉平均为7.050个，两组差异有显著性意义(P < 0.01)。数字化模型辅助塑形组术后并发症发生率为3.1%，术中手工塑形组为13.3%，两组差异无显著性意义(P > 0.05)。数字化模型辅助塑形组术后满意度明显优于术中手工塑形组(P < 0.05)。可见钛网的数字化模型辅助塑形简化了塑形过程、降低了对设备条件的要求，解决了颅骨缺损手术的费用与美观的均衡问题，便于在临床推广。     

计算机辅助成形技术在钛合金材料颅骨成形修补术中的应用

目的评价计算机辅助成形技术在钛合金材料颅骨成形修补中的应用。方法 2006年1月至2010年8月共收治颅骨缺损患者133例,其中58例用手工塑型的钛合金网进行颅骨修补,75例用计算机辅助成形的钛合金网进行颅骨修补。比较分析两组的手术时间、消耗的钛钉数量及术后并发症的发生率及疗效。结果计算机辅助成形组手术时间为(105.4±9.6)min,所用钛钉数为(14±1.7)枚,均明显低于手工塑型组的(125.6±10.9)min和为(19.0±2.1)枚(P<0.05)。计算机辅助成形组4例发生出血、积液、疼痛不适和外观不满意等,并发症发生率为5.3%(4/75),手工塑型组发生上述并发症者17例,发生率为29.3%(17/58),两者相较,相差显著(P<0.05)。两组均无钛网外露、伤口感染及排异情况。结论计算机辅助成形技术缩短了颅骨缺损修补的手术时间,降低了手术难度及风险,完善了外观,使得钛合金材料作为颅骨修补材料的优势更加明显。     

Customized Cranioplasty Implants Using Three-Dimensional Printers and Polymethyl-Methacrylate Casting

Objective

The prefabrication of customized cranioplastic implants has been introduced to overcome the difficulties of intra-operative implant molding. The authors present a new technique, which consists of the prefabrication of implant molds using three-dimensional (3D) printers and polymethyl-methacrylate (PMMA) casting.

Methods

A total of 16 patients with large skull defects (>100 cm²) underwent cranioplasty between November 2009 and April 2011. For unilateral cranial defects, 3D images of the skull were obtained from preoperative axial 1-mm spiral computed tomography (CT) scans. The image of the implant was generated by a digital subtraction mirror-imaging process using the normal side of the cranium as a model. For bilateral cranial defects, precraniectomy routine spiral CT scan data were merged with postcraniectomy 3D CT images following a smoothing process. Prefabrication of the mold was performed by the 3D printer. Intraoperatively, the PMMA implant was created with the prefabricated mold, and fit into the cranial defect.

Results

The median operation time was 184.36±26.07 minutes. Postoperative CT scans showed excellent restoration of the symmetrical contours and curvature of the cranium in all cases. The median follow-up period was 23 months (range, 14-28 months). Postoperative infection was developed in one case (6.2%) who had an open wound defect previously.

Conclusion

Customized cranioplasty PMMA implants using 3D printer may be a useful technique for the reconstruction of various cranial defects.     

5000/三维EH复合型人工颅骨板在颅骨修补中的应用(英文发表)

目的 探讨三维EH复合型人工颅骨板在修补颅骨缺损中的应用。 方法 采用经螺旋CT（层厚≤5mm）扫描、CAD三维重建成像、快速成型技术预制的三维EH (epoxide acrylate maleic, EAM; hydroxyapatite, HA; mixer of EH) 复合型人工颅骨板对53例颅骨缺损患者进行颅骨修补，随访6个月以上。 结果 所有患者外形均满意；2例有轻度的头皮下积液，经穿刺抽吸加压包扎后消失；未见其他颅骨修补术后常见的并发症。 结论 三维EH型复合人工颅骨板具有良好的生物相容性，操作方便，外形满意，并发症少，是一种理想的颅骨修补材料。     

颅骨成形术后钛网外露原因分析及防治

目的探讨以数字化成形钛网行颅骨缺损成形术后钛网外露原因及防治方法。方法回顾性分析自2011年7月至2016年6月收治的12例利用数字化成形钛网行颅骨成形术后钛网外露的临床资料。结果钛网外露创口宽径≤3 cm 7例中,3例经二次清创缝合或二次清创+皮瓣转移术后恢复;4例二次清创缝合后或二次清创+皮瓣转移后1个月仍出现化脓迁延不愈,行钛网取出术,经二次成形术后恢复。外露创口宽径3 cm的5例行钛网取出术,经二次成形术后恢复。结论对于钛网外露、露口反复出现化脓者,尽早行钛网取出术。规范化的手术及术后管理,出院后健康宣教,可最大程度避免钛网外露。     

Evaluation of implant properties,safety profile and clinical efficacy of patient-specific acrylic prosthesis in cranioplasty using 3D binderjet printed cranium model: A pilot study

There exists a significant demand to develop patient-specific prosthesis in reconstruction of cranial vaults after decompressive craniectomy. we report here, the outcomes of an unicentric pilot study on acrylic cranial prosthesis fabricated using a 3D printed cranium model with its clinically relevant mechanical properties.MethodsThe semi-crystalline polymethyl methacrylate (PMMA) implants, shaped to the cranial defects of 3D printed cranium model, were implanted in 10 patients (mean age, 40.8 ± 14.8 years). A binderjet 3D printer was used to create patient-specific mould and PMMA was casted to fabricate prosthesis which was analyzed for microstructure and properties. Patients were followed up for allergy, infection and cosmesis for a period of 6 months.ResultsAs-cast PMMA flap exhibited hardness of 15.8 ± 0.24Hv, tensile strength of 30.7 ± 3.9 MPa and elastic modulus of 1.5 ± 0.1 GPa. 3D microstructure of the semi-crystalline acrylic implant revealed 2.5–15 µm spherical isolated pores. The mean area of the calvarial defect in craniectomy patients was 94.7 ± 17.4 cm². We achieved a cranial index of symmetry (CIS -%) of 94.5 ± 3.9, while the average post-operative Glasgow outcome scale (GOS) score recorded was 4.2 ± 0.9.Conclusions3D printing based patient-specific design and fabrication of acrylic cranioplasty implant is safe and achieves acceptable cosmetic and clinical outcomes in patients with decompressive craniectomy. Our study ensured clinically acceptable structural and mechanical properties of implanted PMMA, suggesting that a low cost 3D printer based PMMA flap is an affordable option for cranioplasty in resource constrained settings.     

珊瑚羟基磷灰石人工骨移植修复良性骨肿瘤骨缺损32例

背景：作为一种植骨替代材料，珊瑚羟基磷灰石具有均匀一致且相互连通的孔隙结构，植入骨缺损区其孔隙适合于血管再生、骨再生和骨沉积，生物相容性好，且无免疫原性。 目的：评估珊瑚羟基磷灰石人工骨移植修复良性溶骨性骨缺损的临床效果。 设计、时间及地点：回顾性病例分析，于1996-05/2007-05在海南医学院附属医院骨科完成。 对象：选取海南医学院附属医院骨科同期收治的32例良性溶骨性瘤样病变患者，病理诊断骨缺损原因：骨囊肿18例，骨纤维异样增殖症9例，动脉瘤样骨囊肿4例，骨软骨瘤1例；合并骨折5例，其中2例股骨、1例肱骨为完全骨折，2例肱骨为不完全骨折。珊瑚羟基磷灰石由海南医学院生物材料实验室制备。 方法：32例患者均行常规手术入路，彻底刮除病灶内瘤组织至正常变薄的骨皮质，选用大小不一的块状珊瑚羟基磷灰石充填，并用颗粒状珊瑚羟基磷灰石尽量将腔隙填满压实，缝合骨膜。完全骨折的3例患者作内固定，其余患者未作内固定，均不采用石膏外固定。 主要观察指标：人工骨移植修复后不同时间X射线摄片检查骨折愈合情况。 结果：32例患者均获随访，随访时间6~24个月，无全身性异常反应，伤口均在2周内一期愈合。移植前骨缺损病变范围为3 cm×2 cm×2 cm~12 cm×4 cm×4 cm；移植修复后1~3个月人工骨植入区与缺损周围的骨组织之间界限模糊；3~6个月人工骨与周围骨组织融为一体，骨缺损基本修复；6~24个月植入人工骨塑形改建，逐渐为自体新骨替代。 结论：应用珊瑚羟基磷灰石人工骨移植修复良性溶骨性骨缺损效果满意，且并发症少，验证了其为一种比较理想的移植骨替代物。     

Complications following titanium cranioplasty compared with nontitanium implants cranioplasty: A systematic review and meta-analysis

Decompressive craniectomy is widely used to treat medically refractory intracranial hypertension. There were still few studies focusing on the complications between titanium cranioplasty with non-titanium materials cranioplasty. Our systematic review and meta-analysis aimed to assess the complications following titanium cranioplasty and to make a comparison with nontitanium materials. A systematic review was used to review titanium cranioplasty characters in recent articles. A systematic literature review and meta-analysis were performed by using PubMed/MEDLINE, Scopus, the Cochrane databases and Embase for studies reporting on cranioplasty procedures that compared complication outcomes between titanium with non-titanium materials. The final 15 studies met inclusion criteria and represented 2258 cranioplasty procedures (896 titanium, 1362 nontitanium materials). Overall complications included surgical site infection, hematoma, implant exposure, seizure, cerebrospinal fluid leak, imprecise fitting. Titanium cranioplasty was associated with a significant decrease in overall complications rate (OR, 0.72; P = 0.007), hematoma rate (OR, 0.31; P = 0.0003) and imprecise fitting rate (OR, 0.35; P = 0.04). However, it also suggested that titanium cranioplasty can be greatly increased implant exposure rate (OR, 4.11; P < 0.00001). Our results confirmed the advantages of titanium cranioplasty in reducing complications including hematoma, imprecise fitting, and also suggested that clinicians should pay more attention to postoperative implant exposure. With new synthetic materials emerging, it would also be interesting to study the cost-effect and functional outcomes associated with cranioplasty materials.     

3D打印PEEK材料治疗儿童颅骨缺损的临床应用

目的分析3D打印聚醚醚酮（PEEK）在儿童颅骨修补术中的应用效果。 方法选取新疆医科大学第一附属医院小儿神经外科自2019年1月至2021年3月收治的15例颅骨缺损或颅骨肿瘤患儿（PEEK组）,术前完善头颅CT薄层扫描,使用3D打印技术制备PEEK植入物,对患儿行颅骨修补术。选取同期行钛网颅骨修补的21例患儿进行对照（钛网组）,对比2组患儿的年龄、性别、原发病因、颅骨缺损部位及面积,分析患儿的术中情况及术后并发症发生情况。 结果所有患儿术后切口愈合良好,1例患儿术后出现皮下积液,经穿刺抽吸并加压包扎后积液消失,1例术区少量出血,经保守治疗后好转,其余患儿无明显术后并发症。PEEK组与钛网组患儿的手术时间、术中出血量、距上次手术时间及术后并发症发生率比较,差异均无统计学意义（P>0.05）。 结论使用3D打印PEEK植入物治疗儿童颅骨缺损是可行且安全的。