关节外科3D打印应用研究进展

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1、关节外科3D打印应用研究进展吕震（天津医科大学）摘要：个体化治疗是骨科未来发展的方向，3D打印技术在不改变物理性状的基础上可以根据需求定制，实现三维精确解剖诊断以及骨科材料与部位的完美切合。目前3D打印应用在多个医学领域，在骨科创伤外科和脊柱外科领域均有广泛应用。在关节外科主要用于个体化假体、复合成骨细胞和生长因子的骨移植替代物、立体模型诊断、个体化手术导航模版。个体化假体和骨移植替代物将使关节假体有更好的生物切合性和生物力学特性。个体化手术导板可降低复杂关节外科手术的难度，提高手术的成功率和改善预后。立体模型诊断可以提高诊断的

2、准确性和精确设计手术。关键词：3D打印；关节外科；个性化假体；手术导航模版Researchprogressof3DprintinginjointsurgeryAbstract:Individualtherapyisthedirectionofthefuturedevelopmentoforthopedics,3Dprintingtechnologycanbecustomizedaccordingtotheneedswithoutchangingthephysicalcharacteristics,toachieveaccurat

3、eanatomicaldiagnosisinthree-dimensional,andmakeorthopedicsmaterialsmatchwithsurgicalsitecompletely.Atpresent,3Dprintingisappliedinmanymedicalfields,suchasorthopedicstraumasurgeryandspinalsurgery.Injointsurgeryismainlyusedforindividualprosthesis,bonegraftsubstitutesco

4、mbinedwithosteoblastsandgrowthfactors,three-dimensionalmodeldiagnosis,individualizedsurgicalnavigationtemplate.Individualprosthesisandbonegraftsubstitutewillmakejointprosthesishavebetterbiologicalandbiomechanicalproperties.Individualizedsurgicalguidecanreducethediffi

5、cultyofcomplexjointsurgery,improvethesuccessrateofsurgeryandchangetheprognosis.Stereomodeldiagnosiscanimprovetheaccuracyofdiagnosisandaccuratedesignoperation.Keyword:3Dprinting;jointsurgery;personalizedprosthesis;surgicalnavigationtemplate3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基

6、础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过分层制造、逐层打印的方式来构造物体的技术[1]。且在各个领域都有了长足的发展。个体化治疗是骨科发展的一个重要方向，个体化假体的应用理论上可改善骨关节假体与邻近骨性结构的匹配，从而改善病患功能状态。3D打印技术在不改变物理性状的基础上可以满足需求定制，实现材料与部位的完美匹配，因此3D打印在骨科领域应用已有较为广泛的应用。现就关节外科3D打印应用研究进展综述如下。1、3D打印技术及骨科应用现状3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方

7、式将金属粉末、陶瓷粉末等粘性材料通过分层制造、逐层打印的方式制造出实体产品。3D打印技术近年来飞速发展应用于军工、航天、制造等多个行业，影响着人们的生活。3D打印技术在医疗领域的发展同样突飞猛进，在临床上最早取得突破的是颅颌面外科[2]，其在颅颌面外科的成功在一定程度上促成骨科医师开始在临床工作中使用3D打印技术。很快在复杂关节骨折的分型、脊柱侧弯的分型、骨肿瘤的鉴别等方面即开始利用3D打印的模型做出直观的判断，从而提高了诊断的精确性和提出了更好的手术方案以减少创伤和并发症[3]。近年来，苏格兰科学家Faulkner-Jones

8、等[4]利用细胞打印出人造肝脏组织，又将3D打印带入了一个新的高度。3D打印技术在骨科的发展具有代表性同时也是目前应用最为广泛，其在骨科的应用主要是以下几种:1∶1实物模型的制作、骨科手术辅助材料的打印和骨科内置物材料的打印。数字化三维模型能够更直观、更准确地反