3D打印技術與骨科個體化治療

李波

【摘 要】3D打印技術在骨科領悟的應用主要有幾大優點：首先便于為臨床醫師提供全面精確的術前診斷內容，輔助醫師對病情狀況展開術前規劃與模擬，更利于手術方案的制定與精確。其次將3D打印技術應用與臨床教學過程中，使學生更直觀的了解病情病況。通過將3D打印技術在骨科臨床工作中的應用，拓展了醫師的操作空間，也促進了醫療先進技術的發展。本文主要通過對與骨科相關的3D打印技術進行探討了解，簡析其存在的優勢與對未來的展望。

【關鍵詞】骨科；3D打印；臨床應用；醫學教學；應用研究

3D printing technology and orthopedic individualized treatment

Li Bo Rizhao Hospital of Traditional Chinese Medicine， Shandong Province 276800

Abstract：The application of 3D printing technology in orthopaedic comprehension has several advantages： firstly， it is convenient for clinicians to provide comprehensive and accurate preoperative diagnostic content， assist physicians to carry out preoperative planning and Simulation of the condition， and more conducive to the formulation and accuracy of surgical plans.Secondly， the application of 3D printing technology in clinical teaching can help students understand the condition more intuitively.The application of 3D printing technology in orthopaedic clinical work expands the operating space of doctors and promotes the development of advanced medical technology.In this paper， the orthopaedic related 3D printing technology is discussed， and its advantages and future prospects are briefly analyzed.

Key words： orthopedics； 3D printing； clinical application； medical teaching； applied research

【中圖分類號】R687 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-0019（2019）08-00-02

3D打印技術主要起源于二十世紀八十年代后期，與傳統材料加工技術不同，3D打印技術是一種將材料快速構造成型的技術，其成型原理依靠計算機軟件的分層離散技術與數學控制成型系統從而進行分層制造與疊加成型，推積三維實體部件使用激光束或其他方法使液態金屬或塑料等可以粘合的材料進行，進而3D打印技術又被稱為增材制造技術。3D打印技術的優點有精確與個體化，這充分符合當代骨科個體化治療的主要需求，臨床上的應用也得到良好的效果。本文通過對3D打印技術在骨科個體治療方面的運用，進行回顧與總結，并對未來的發展方向進行展望與探討。

1 骨科個體治療相關3 D打印技術介紹

根據3D打印中使用的材料和成型方法的不同，骨科3D打印技術主要包括以下幾個方面：

1.1 熔融沉積成型 熔融沉積模型（FDM）采用熱熔噴嘴按照固定的軌跡和速率沉積熱塑材料或金屬熔斷器等絲狀材料。

1.2 光固化成型 光固化成型（SLA）使用一個可控紫外激光束掃描和固化液態光敏樹脂的二維輪廓跟蹤每個片通過計算機切片軟件，形成一個連續固化點形成薄片模型的輪廓，和下一層是用同樣的方式制造。

1.3 實體分層制造 分層實體制造（制造疊層對象，LOM）表（如紙、毛皮和金屬板）為原料，激光切割系統根據計算機的橫截面輪廓線提取數據，將涂有熱熔膠的材料與激光切割工件的內外輪廓和切割、粘合，一步一步成為三維工件。

臨床上骨科植入物的打印與應用，是為了能夠全部或部分替代患者關節、骨骼、軟骨等骨骼系統，故其對材料的精確度和生物相容性的要求更高。在金屬直接熔融技術中，SLM成型技術精度高，在經過二次熱處理后，適用于小型、精密的植入物打印；而EBM成型技術雖精度相對遜色，但其無需二次熱處理，高溫環境下一次成型，效率較高，故適用于骨科植入物的直接制造，美國FDA及歐盟CE認證其鈦合金成型件具有良好的生物相容性。

2 3D打印技術在骨科個體治療的應用

臨床中，醫生通過專業知識與臨床經驗相結合，診斷骨科疾病，但需要更深入的了解患者病情就需要結合X線片、CT、MRI等影像學技術。傳統的影像學檢查方法只能提供單一的二維或三維的平面圖像，其精準度和立體形態遠不如3D立體技術所展現的解剖關系。醫師在臨床診斷過程中，面對復雜骨折的患者，無法準確的掌握疾病的分型、空間形態和狀態從而容易出現漏診或誤診，增加手術的風險。根據查詢的資料了解到，國外的學者通過運用3D打印技術對二十位骨折患者的骨折位置進行打印模型，將傳統影像資料與3D模型提供給高級醫師與初、中級醫師進行骨折分析的診斷，結果表示，3D打印的模型對于初、中級醫師而言比傳統影像資料更容易使用且更容易獲取準確的分型診斷。

總結：

3D打印技術的優點有精確與個體化，這充分符合當代骨科個體化治療的主要需求，臨床上的應用也得到良好的效果。但由于當前醫師對3D打印技術的操作內容的理解并不完善，且3D打印技術在臨床的實際應用中并不普及，但即使有諸多因素對3D打印技術有一定的制約，但相關技術的發展與材料學的進步依然值得不斷的發展，通過在骨科臨床中的應用，更好的服務患者與社會。

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