3D打印技術出現在20世紀90年代中期,是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。隨著近幾年技術的逐漸成熟,3D打印已然在重工業(yè)、手工業(yè)等行業(yè)廣泛普及,也在醫(yī)療行業(yè)嶄露頭角。
3D打印的優(yōu)點十分明顯:快速成型、高精確性、生產個體化,均能夠為臨床的骨科的手術提供更優(yōu)的支持。
“3D打印機”可用于哪些手術?
1、 以脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy,HTO)為例。HTO是一種用于膝關節(jié)內側骨關節(jié)炎,伴有脛骨近端內翻畸形患者的治療手段,治療時截取部分脛骨,撐開一定角度并加釘鋼板固定,使下肢的力線恢復正常,從而達到糾正治療的目的。
該手術需要高度的精確性,否則容易造成脛骨平臺、脛骨合頁的骨折,脛骨平臺后傾角改變等。
傳統(tǒng)HTO一般需要反復多次進行X線透視進行評估,調整力線以及角度,而X線透視僅評估了二維冠狀面的糾正情況,力線的評估也容易受到肢體的旋轉、視野遮擋等影響。因此該手術高度依賴術者的經驗。
而如果通過術前CT以及MRI采集患者脛骨三維數據,進行3D建模,通過3D建模設計手術方案,便可以精確通過數據打印出用于輔助確定脛骨截骨的位置、深度、角度的導板。術者在手術時將導板安裝于患者的手術部位,即可較為精確地確定糾正的角度,以使手術進行更快,更精確。
2、除了HTO以外,3D打印還可用于骨腫瘤、關節(jié)置換以及韌帶、關節(jié)軟骨及半月板損傷,還可用于骨科的臨床教學。
3、在骨腫瘤的應用上,可通過對骨腫瘤組織進行3D打印以指導骨腫瘤的切除,還可以用鈦合金3D打印假體,還可設計個體化穿刺導板實現骨腫瘤的精準穿刺等。
4、在關節(jié)置換的應用上,可對患者進行個體化設計以3D打印病變骨骼模型和截骨導板,從而減少手術操作時間、提高假體安裝精度。
5、在韌帶、關節(jié)軟骨及半月板損傷的應用上,通過MRI顯示損傷情況,進行評估??珊铣啥ㄎ粚蚱鬏o助關節(jié)鏡下完成前交叉韌帶重建術,也可制作關節(jié)軟骨模型,為關節(jié)軟骨損傷患者制定更為合理的個體化手術方案。
6、而在教學上,通過3D打印技術構建相應的模型,可在教學中提供實物指導,對于學生的學習有較大的幫助。
3D打印雖然有著較多的優(yōu)點,但現階段的3D打印技術仍然存在著如軟件故障、學習周期長等不足。且醫(yī)療標準的3D打印材料、機器也較為昂貴,這也限制著其臨床應用。但相信,隨著材料學、生物學等基礎學科的發(fā)展,3D打印的泛用性也會進一步的提高,得以廣泛應用于臨床。
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