脊柱外科领域中3d打印的运用分析

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1、脊柱外科领域中3D打印的运用分析Introduction3D打印技术作为一个新兴的技术领域，是骨科治疗技术的一次革新，其主要原理是预先构建计算机数字化模型文件，运用可黏合材料通过3D打印机逐层打印三维实物模型。下面由为大家整理出一篇题目为脊柱外科领域中3D打印的运用分析的医学技术论文，供大家参考。　　原标题：3D打印技术在脊柱外科的应用　　　　摘要：背景：3D打印技术是一种可以将虚拟的计算机辅助设计模型准确快速的转化为三维实物原型的新型技术。3D打印实物模型方法可取代传统的术前规划与修复手术模拟方法，并具有可重复性，在脊柱外科的临床应用中日益深入。目的：总结3D打印技术在脊

2、柱外科的应用现状并展望其未来的发展方向。方法：检索PubMed数据库、谷歌学术、中国知X数据库（KI）以及万方数据库（RI扫描数据重建计算机三维模型，并通过3D打印技术制作出不同大小的实物模型，使医生更加直观地、准确地发现X射线片、CT、MRI等传统影像学资料隐藏的解剖信息，并且医生还可以直接在打印的实物模型上进行诊断、制定个体化的手术方案、模拟手术操作，还可根据患者需要设计、制造个性化器械，甚至打印人体器官等，从而提高疾病的诊断率，增加手术的精确性、安全性。目前在脊柱外科临床相关领域中，3D打印技术主要应用在钉道导板辅助椎弓根置钉、术前模拟规划修复方案的应用研究中，应用范

3、围较窄，文章就近年来3D打印技术在脊柱外科领域相关领域新的前瞻性应用文献进行总结，参考3D打印技术在骨科方向的发展以及临床应用，综合汇总分析3D打印技术在脊柱外科领域中的应用现状及未来发展方向。　　　　1资料和方法Dataandmethod　　　　1.1文献检索　　　　电子检索：由第一应用计算机检索，国内部分文献数据于中国知X数据库（KI）、万方数据库（ed、谷歌学术。检索日期为2000年1月至2015年7月。　　　　手工检索：手工检索《中华骨科杂志》、《中华创伤骨科杂志》、《中国脊柱脊髓杂志》、《脊柱外科杂志》、《颈腰痛杂志》等，并追索已检出文献的相关2.4.2截骨导板辅

4、助截骨减压范围的的精确划定　　　　脊柱后路减压、开窗及复杂脊柱畸形矫形等手术都需要截骨，传统的术前规划，术者对截骨范围的设计大多是通过术前影像学资料以及计算机软件测量设计并进行修复方案模拟来实现的，相对而言截骨范围的确定还不够精确。再加上脊柱本身解剖结构复杂，存在一定的个体差异，而脊柱畸形常常涉及到多种解剖结构的变异，如有椎弓根缺如、椎体旋转，脊柱侧弯、脊柱后凸，甚至椎体分节不全等畸形，解剖结构及解剖标志严重变异[30],而脊柱又毗邻脊髓神经等重要组织结构，运用传统的术前规划方法，术者很难获得术区直观的三维解剖信息，而造成截骨线的设计精确性较低。　　　　而截骨线的划定，需要

5、综合考虑脊柱矢状位及冠状位的平衡、脊髓神经的松弛程度有无序列堆积及过度牵拉、椎前血管顺应性、肌肉的牵拉程度、心肺功能的影响程度等因素。截骨或减压范围过小，无法达到改善外观畸形、恢复脊柱平衡、解除神经受压的目的；截骨或减压范围过大，容易破坏脊柱结构的稳定性，更加容易造成神经功能的损害，因此精确的截骨范围是手术疗效的关键保证。　　　　3D打印技术可以重现脊柱病变区的解剖结构。从而为截骨线的设计提供直观、立体、感性的实物模型，帮助医生设计更加科学严谨的截骨线[31].另外3D打印技术可以设计个体化的截骨导板，术者在导板的指引下能够更加准确的完成截骨，显着提高了修复手术的精确性[3

6、2-33],实现了脊柱截骨、减压、开窗手术从经验论到数字化的转化，并简化了术式，制定的标准化治疗模式对临床工作具有重大的指导意义。　　　　2.4.3个体化内置物的定制　　　　3D打印技术还可应用于脊柱外科内植物的个体化定制，即术者根据患者实际情况定制个体化的内植物，以满足解剖学、人体工程学、生物力学等不同方面的特殊要求。如椎间隙很宽、较小的儿童，造成患者所需内植物太大或太小，或需要与患者局部解剖结构更为贴附的内植物以提高手术疗效时，在这些特殊情况下则需要定制个体化的内植物，3D打印技术可以满足定制个体化内置物多样性、复杂性和快速性的要求。　　　　钱文彬等[34]在全脊椎整块

7、切除术中，应用3D打印技术打印椎体，置入实验土猪体内。并且术后观察示实验土猪双后腿活动、痛觉良好。而且术后影像学检查提示假体位置、椎间高度、椎体序列良好。个体化内置物可保证几何形态的完美匹配，理论上更加贴附周围结构。　　　　2.5骨组织工程中的应用　　　　在骨组织工程方面，3D打印技术由于材料选择的多样性，主要用于制作结构复杂的骨组织工程支架[35-37],甚至打印人工骨骼、椎体[38].3D打印技术可以满足患者个体化定制的需求。可根据需要设定特定的孔隙率、交联，使其有利于细胞的长入，并可以完美匹配支架的降解速度与