淺析3d打印在骨關(guān)節(jié)的應(yīng)用狀況

宋家祥 申茂明 王大志

【摘要】 3D打印技術(shù)是一種快速形成的技術(shù)，它是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將粉末狀金屬或者塑料等等可粘合的材料，通過堆壘的方式方式來構(gòu)造物體，是近年來發(fā)展速度較快的一種新興技術(shù)，隨著這一技術(shù)發(fā)展的不斷成熟，人們嘗試將這一技術(shù)運(yùn)用于骨科臨床[1-3]。本文就3D打印技術(shù)在骨科臨床中的應(yīng)用狀況進(jìn)行綜述，依次介紹3D打印技術(shù)在骨科關(guān)節(jié)中的應(yīng)用、在骨科關(guān)節(jié)領(lǐng)域中的發(fā)展、以及在骨科領(lǐng)域關(guān)節(jié)應(yīng)用中所面臨的挑戰(zhàn)。最后，通過對這一技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀綜述后，預(yù)測這一技術(shù)在骨科臨床未來的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】 3d打?。还强?；臨床應(yīng)用

【中圖分類號】R821.1+3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-6851（2019）05-240-01

引言

3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代中期，1986年，Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機(jī)；2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織；2015年9月11日，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)界再次獲得重大突破，西班牙成功施行首例3D打印鈦合金胸肋骨植入手術(shù)；在我國，西安第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院應(yīng)用3D打印技術(shù)幫助一位頭蓋骨嚴(yán)重受損的患者成功的恢復(fù)了外觀。3D打印技術(shù)在不斷的發(fā)展，不僅在工業(yè)方面有涉及，在不斷的發(fā)展過程中還逐漸運(yùn)用于醫(yī)學(xué)，且在不斷的嘗試與發(fā)展中，逐漸運(yùn)用于臨床[2-4]。相信3D打印技術(shù)在醫(yī)療中的應(yīng)用會逐漸成熟，對醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展有良好的促進(jìn)作用。

1 3D打印技術(shù)在骨科關(guān)節(jié)中的應(yīng)用

3D打印技術(shù)在骨科關(guān)節(jié)中主要應(yīng)用于三方面，一、骨科關(guān)節(jié)解剖教育，二、骨科關(guān)節(jié)醫(yī)生和患者及家屬的術(shù)前溝通，三、在骨科關(guān)節(jié)的臨床治療方案制定中。在骨科關(guān)節(jié)解剖學(xué)教育中，由于種種原因，在實(shí)際的骨科關(guān)節(jié)教學(xué)中，并沒與很多尸體用于骨科解剖教學(xué)，但沒有良好的解剖教學(xué)，學(xué)生對實(shí)際臨床的狀況就不能有明確的了解，這會直接影響醫(yī)療的進(jìn)一步發(fā)展。而3D打印技術(shù)可以給骨科解剖教學(xué)“打印一具尸體”，讓學(xué)生能夠順利的接受骨科關(guān)節(jié)解剖教學(xué)，讓學(xué)生能夠更好的了解臨床骨科關(guān)節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀，也有助于學(xué)生進(jìn)一步促進(jìn)骨科關(guān)節(jié)的臨床技術(shù)發(fā)展[5]。在與患者及家屬在骨科關(guān)節(jié)手術(shù)中的溝通帶來了便捷，3D打印技術(shù)可以有效的為患者選擇適合自己的假肢，這有效的提升了建立良好醫(yī)患關(guān)系的效率，應(yīng)加快速度將這一技術(shù)應(yīng)用于臨床骨科。在骨科關(guān)節(jié)的治療方案制定中3D打印技術(shù)提供了一定的保障，消除了很多不確定因素，大大地降低了骨科臨床治療方案的制作難度[6]。

2 3D打印技術(shù)在骨科關(guān)節(jié)領(lǐng)域中的發(fā)展

3D打印技術(shù)在骨科關(guān)節(jié)領(lǐng)域有良好的發(fā)展前景，主要體現(xiàn)在關(guān)節(jié)置換、軟骨修復(fù)兩方面。3D打印技術(shù)在關(guān)節(jié)置換中可以為手術(shù)提供更加符合患者的關(guān)節(jié)，降低關(guān)節(jié)置換手術(shù)的難度，還提升可置換關(guān)節(jié)與患者自身的吻合度，可以有效的提升置換關(guān)節(jié)的使用效率，還能降低關(guān)節(jié)置換并發(fā)癥的發(fā)生。在軟骨修復(fù)方面，可以在手術(shù)中將正常軟骨組織的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入，就可培養(yǎng)手術(shù)所需軟骨組織，讓手術(shù)能夠更加順利的進(jìn)行修復(fù)，相較于傳統(tǒng)的人工修復(fù)，3D打印技術(shù)更加精確，修復(fù)組織與患者自身組織也更容易吻合，讓患者能夠更加順利的康復(fù)[7]。

3 3D打印技術(shù)在骨科領(lǐng)域關(guān)節(jié)應(yīng)用中所面臨的挑戰(zhàn)

3D打印技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用并不成熟，但其在骨科臨床有明顯的優(yōu)勢。目前這一技術(shù)在骨科臨床中所面臨的問題比較多，一、“打印材料”比較欠缺，人體組織種類比較復(fù)雜，而每一種組織均需要材料的尋找和不斷的培養(yǎng)，直到找到與人體相近的“材料”，而在臨床患者之間組織的差異比較大，這還需要進(jìn)一步的完善，這樣，增加了這一治療技術(shù)在臨床骨科中應(yīng)用的難度。二、3D打印技術(shù)打印機(jī)有自身的局限性，因其運(yùn)用于醫(yī)療，因此最基本的需求是無菌操作，而3D打印機(jī)器比較龐大，要做到無菌操作均有一定的難度，這讓3D打印技術(shù)在骨科中的實(shí)用性大大降低。除此之外，從道德倫理方面講，目前這一技術(shù)還不能被廣泛接受[8]。

從此次綜述中來看，3D打印技術(shù)從理論方面講，可以運(yùn)用于骨科，且在近十年3D打印技術(shù)在骨科應(yīng)用方面發(fā)展?fàn)顩r比較好，其中很多人體組織相關(guān)專家已經(jīng)“找到打印材料”，但其在人體中的發(fā)育以及功能發(fā)揮狀況兩方面是目前比較欠缺的部分，但相關(guān)專家以及研究人員已經(jīng)在嘗試培養(yǎng)其在人體內(nèi)的生長發(fā)育，且有初步成效，在功能形成方面也在進(jìn)行有條不紊的研究與發(fā)展[9]。相信在相關(guān)專家以及研究人員的不斷努力下，3D打印技術(shù)能夠一步一步克服在骨科臨床中應(yīng)用的困難，讓3D打印技術(shù)在骨科臨床中的能夠得到廣泛和成熟的運(yùn)用，促進(jìn)醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展。

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