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3-D颞骨模型的制作与应用
目的：探讨利用粉末堆积打印技术制作的高仿真3-D颞骨模型在解剖技能训练及模拟手术中的应用。方法利用高分辨率CT获取活体颞骨断层图像（正常人2例，慢性中耳炎患者2例），数据导入Mimics软件行图像分割及颞骨三维重建，以石膏粉末为原料，利用粉末堆积快速成型技术打印出颞骨模型，重要解剖结构与组织（听骨链、面神经、位听器、炎性渗出及胆脂瘤等）以不同颜色打印，并在显微镜下进行手术演练。结果颞骨模型的硬度与人骨相近，模型表面及内部骨性标志明显，解剖精确度高，钻磨触感接近真实，满足颞骨解剖技能训练及模拟手术的要求。结论利用粉末堆积打印技术能制作出仿真度更高、更接近实际人体解剖结构的颞骨模型，帮助临床医生在术前全面了解患者的颞骨及周围组织解剖结构与病变情况，制定和优化手术方案，减少并发症。
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3-D打印技术在全膝关节置换术中临床应用
目的：探讨3-D打印技术在全膝关节置换术中临床应用疗效。方法：对6例行全膝关节表面置换的患者，术前行膝关节3-D打印，制作关节模型，测量术前截骨量，截骨角度，术前根据测量数据制定符合的膝关节假体。测量术中的手术时间，假体术中与术前的匹配度，采用HSS膝关节评分对手术后患者短期膝关节功能活动情况进行评价。结果：6例患者手术中假体使用与术前制定符合，手术时间及出血量较过去减少，术后膝关节功能改善明显，未出现感染、假体下沉。结论：3-D打印技术应用于全膝关节置换术降低了手术难度，减少了手术时间、出血量，术后膝关节活动功能好，是未来发展的一种趋势。
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在3-D打印模型基础上微创螺钉及锁定钢板置入内固定修复踝关节骨折
背景：如何减少踝关节骨折修复的创伤、减少出血，改进操作技术、提高修复效果对临床医生提出了要求，特别是粉碎性骨折，如何在修复前制定详细的方案，多角度观察骨折的具体情况，根据二维的X射线片或者CT的平扫，建立三维立体图像，对每一位医生提出了挑战。目的：探讨3-D打印、经皮微创螺钉及锁定钢板置入内固定在踝关节骨折修复中的应用效果。方法：2012年1月至2014年6月共修复26例踝关节骨折，其中双踝关节骨折9例，三踝骨折12例，三踝骨折涉及胫骨下端PILON骨折5例。行踝关节螺旋CT 扫描，以di.com格式储存，经minics软件处理，转换数据为STL格式，输入3-D打印机，制作出与踝关节骨实体1∶1大小的骨折模型，制定修复方案。出院后每月复查X射线片，观察骨折愈合情况；根据Mazur踝关节功能评分标准评定踝关节功能。结果与结论：26例均获随访，随访时间为6-12个月。所有患者骨折均愈合，骨折愈合时间4-6个月，平均5.5个月。骨折愈合良好，无血管、神经损伤、无钢板断裂。根据 Mazur 踝关节功能评分标准评定疗效：优11例，良13例，优良率92%。患者手术时间(64±15) min，术中出血(100±15) mL，切口均一期愈合。提示3-D 打印骨折模型的模拟训练和操作对踝关节骨折患者具有损伤小、出血少、操作简单、愈合时间短、功能恢复快的优势，尤适宜粉碎性骨折。
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人体器官3-D打印研究进展
人体器官3-D 打印是指利用影像学〔CT 磁共振成像（ MRI）〕知识以及计算机辅助技术虚拟构建出所需物体的空间结构，然后使用相关材料，分层打印出实体的一种组织工程学技术。该项技术的特点有高精度、速度快、按需打印等。但是在力学、生物学等方面有一定的不足。本文通过检索近年国内外3-D打印技术在人体器官打印领域中应用的相关文献，并进行综合分析。
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3-D打印技术用于钛网修复全上颌骨缺损6例报道
目的:探讨基于3-D打印技术制备的个体化钛网在修复全上颌骨缺损中的应用效果.方法:对6例因上颌骨肿瘤拟进行上颌骨全切除的患者,根据术前CT扫描数据,应用镜像和反求及快速成型技术,3-D打印出患侧上颌骨的树脂模型;在此模型上对钛网进行塑形,制备出个体化钛网.采用Weber-Fergusson切口和上颌牙龈缘切口进行上颌骨全切除后,将个体化钛网植入缺损区,严密缝合面部和牙龈伤口.通过临床和CT检查,评价其颌面部外形与功能、眼球突度和眼眶容积的恢复情况及并发症情况.采用SPSS17.0软件包对数据进行t检验.结果:所有病例手术顺利,预弯的钛网不需要术中再次塑形和修剪,植入的钛网与缺损周边骨床贴合紧密.术后随访4～12个月,经临床和CT检查未见肿瘤复发.颌面部外形恢复良好,两侧对称;无眼球内陷和复视,患侧眼眶容积和眼球突度与健侧相近,无显著差异(P＞0.05);2例开口轻度受限,1例上颌牙槽突部钛网小部分外露,均为术后放疗患者.结论:应用3-D打印技术预成型的钛网适用于全上颌骨缺损的修复,能精确恢复眼眶的解剖形态和容积.
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3D打印技术在Sanders Ⅲ、Ⅳ型跟骨骨折手术中的应用
[目的]探讨3D打印技术在跟骨骨折中应用的临床效果.[方法]2016年1月～2017年8月,36例Sanders Ⅲ-Ⅳ型跟骨骨折患者随机分为传统手术组和3D打印组.传统手术组18例采用常规手术,3D打印组18例采用CT影像三维重建,并3D打印机打印出三维跟骨实体模型,术前模拟手术,并应用于实际手术操作.[结果]3D打印组的术中出血量和手术时间均少于传统手术组,组间差异均有统计学意义(P＜0.05).两组患者术中X线透视次数、住院时间比较差异无统计学意义(P＞0.05).3D打印组术后6个月AOFAS评分优于传统手术组(P＜0.05),但两组并发症发生率比较,差异无统计学意义(P＞0.05).[结论]应用3D打印技术可减缩短手术时间,减少术中失血,改进临床效果.
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3-D打印技术辅助经皮撬拨空心钉内固定治疗移位的跟骨关节内骨折
目的 探讨3-D打印技术辅助经皮撬拨复位空心钉内固定治疗移位的跟骨关节内骨折的临床疗效.方法 回顾分析2015年3月-2016年5月收治的移位的跟骨关节内骨折19例(19足),其中男13例,女6例;年龄24～73岁,平均38.2岁.开放性骨折3例,闭合性骨折16例.根据跟骨骨折Sanders分型:Ⅱ型12例,Ⅲ型7例;根据跟骨骨折Essex-Lopresti分型:舌型13例,关节压缩型6例.受伤至手术时间1～10d,平均4.7 d.术前行双侧跟骨薄层CT扫描,计算机辅助镜面成像技术对健侧跟骨镜像处理,按1:1比例打印出健侧镜像及患侧跟骨模型,对比观察骨折块的移位情况,模拟撬拨复位.跟骨骨折均采用经皮斯氏针撬拨复位空心螺钉内固定治疗.在x线片上测量术后即刻及末次随访时B(o)hler角和Gissane角,并与术前比较;采用美国矫形足踝协会(AOFAS)踝与后足评分系统评价患足术后功能.结果 手术时间25 ～ 70 min,平均45 min;术中出血量10～ 40 mL,平均14.5 mL.术后患者切口均Ⅰ期愈合,无皮肤坏死、钉道感染、骨髓炎等并发症发生.19例患者术后获12～25个月(平均14.6个月)随访.患者骨折均获愈合,愈合时间8～ 14周,平均10.3周.随访期间无螺钉退出、断裂发生;除1例Sanders Ⅱ型骨折患者术后6周跟骨高度部分丢失外,其余患者无复位丢失及骨折再移位,无创伤性关节炎发生.术后即刻及末次随访时B(o)hler角和Gissane角均较术前显著改善(P＜0.05),术后即刻与末次随访时比较差异无统计学意义(P＞o.05).末次随访时AOFAS踝与后足评分为76 ～ 100分,平均88.2分,其中优10足、良7足、可2足,优良率89.5％.结论 3-D打印技术辅助经皮撬拨复位空心钉内固定治疗跟骨关节内骨折,减少了手术创伤,提高了复位质量及固定强度,使手术方案更安全、精确、个体化.
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3-D打印个性化外固定器在严重胫腓骨骨折的初步应用
目的 采用3-D打印技术制造个性化复位型外固定器,探讨严重胫腓骨粉碎性骨折的治疗新方法.方法 2015年4月选择1例胫腓骨严重粉碎性骨折患者纳入研究.患者为男性,年龄18岁,身高171 cm,体质量67 kg.采用计算机辅助技术与3-D打印技术相结合,定制个性化外固定支架对其进行治疗,术后观察临床疗效.结果 支架安装时间约10 min,术中无需透视,复位一次成功.术后双下肢恢复等长;复查X线片示远折端向后成角纠正了37°、外翻成角纠正了4°,胫骨骨折端对位对线良好,下肢力线完全矫正,与软件模拟复位后模型一致.术后未出现新的骨折移位,3.5个月后骨折临床愈合,8个月后达坚强骨性愈合;膝关节活动功能良好.结论 应用3-D打印个性化外固定器治疗胫腓骨严重粉碎性骨折,具有操作方便、个性化程度高、复位效果好、固定牢靠、复位无需X线透视等优点.
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可用于骨修复的3-D打印多孔支架研究进展
目的 总结近年来各式3-D打印多孔支架在骨组织工程中的研究现状及进展.方法 查阅近年来国内外3-D打印多孔支架的相关文献,进行分析总结.结果 与传统加工制造技术相比,3-D打印技术制作的多孔支架有更明显优势,如增强结构可控性、提高生产效率等.除了传统的金属、陶瓷等支架材料,携带细胞和组织打印的3-D支架以及含药物的支架打印正受到越来越多的关注.结论 3-D打印多孔支架给骨修复治疗带来了新希望,但尚处于初始阶段,仍需进行大量的基础及临床研究.
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3-D打印胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架的研究
目的 利用3-D生物打印机制备胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架,为组织工程化治疗脊髓损伤提供细胞载体.方法 制备硫酸肝素-胶原蛋白水凝胶,采用3-D打印仿生脊髓支架,扫描电镜观察其结构,排水法计算孔隙率,体外降解实验测量支架pH值和质量变化.取孕14 d SD大鼠的胎鼠脑皮质分离培养神经干细胞(neural stem cells,NSCs),实验分为2组,A组取仿生脊髓支架体外与NSCs共培养,B组直接将细胞悬液接种于预涂左旋多聚赖氨酸的24孔培养板上.采用光镜和扫描电镜观察细胞黏附与形态变化,MTT检测细胞活力,免疫荧光染色鉴定NSCs的分化情况.结果 3-D打印机成功制备出胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架,扫描电镜显示内部具有纵行排列、平行的微孔结构,孔隙率为90.25％±2.15％;体外降解实验中,支架pH值未发生明显变化,8周左右支架降解完全,符合组织工程支架要求.MTT检测示两组培养1、3、7d吸光度(A)值比较差异均无统计学意义(P＞0.05);光镜观察两组均可见大量神经球分化,神经纤维交织成网状;培养7dA组扫描电镜观察示细胞黏附于支架上,大量细胞伸出轴突,并且有神经球形成;免疫荧光染色示,两组均可分化为神经元和胶质细胞,定量分析显示A、B组分化率分别为29.60％±2.68％和10.90％ ±2.13％,差异有统计学意义(t=17.30,P=0.01).结论 3-D打印的胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架具有良好的生物相容性,能促进NSCs增殖和分化,作为神经组织工程支架具有良好的研究和应用前景.
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3-D打印技术辅助人工全髋关节置换术治疗CroweⅣ型髋关节发育不良合并股骨近段畸形一例
目的 介绍3-D打印技术辅助人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)治疗1例CroweⅣ型髋关节发育不良合并股骨近段畸形的临床经验.方法 2017年2月,收治1例40岁CroweⅣ型髋关节发育不良合并股骨近段畸形的女性患者.术前采用Mimics软件建立患侧髋关节三维数字模型,3-D打印患侧股骨模型,根据模型设计股骨假体截骨位置及截骨大小.采用Magics 19.0软件设计制作个性化股骨截骨导板三维模型,并3-D打印.THA术中应用截骨导板进行股骨截骨矫形.结果 手术时间98 min.术后第2天髋关节正侧位X线片检查示,髋臼假体安放、螺钉植入角度及位置均理想,恢复髋臼正常旋转中心,股骨截骨两端对位良好,下肢力线恢复正常.患者获随访6个月,Harris评分为95分,较术前(38分)明显提高;疼痛视觉模拟评分(VAS)为0分,较术前(7分)明显下降.随访期间未发生假体松动、感染、血栓形成等并发症.结论 3-D打印技术辅助THA治疗CroweⅣ型髋关节发育不良合并股骨近段畸形,能简化手术操作、提高手术准确度、减少组织损伤、降低手术风险,取得满意临床疗效.
