3D打印模型在消化外科中的應(yīng)用進(jìn)展

呂祥康 毛金磊 綜述 孫曉東 王知非 審校

(浙江中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，杭州 310053)

隨著內(nèi)鏡技術(shù)與微創(chuàng)手術(shù)的興起，消化外科迎來(lái)蓬勃的發(fā)展。手術(shù)視頻的廣泛傳播使許多住院醫(yī)生有隨時(shí)學(xué)習(xí)手術(shù)操作的機(jī)會(huì)[1]。面對(duì)復(fù)雜且高難度的消化外科手術(shù)，手術(shù)醫(yī)生能夠安全且高效地完成這些手術(shù)步驟，術(shù)前操作培訓(xùn)和術(shù)前規(guī)劃是必不可少的?，F(xiàn)今全球疫情大流行，生物樣本與大規(guī)模的手術(shù)訓(xùn)練機(jī)會(huì)大量減少[2,3]，手術(shù)培訓(xùn)面臨空前的難度。3D打印技術(shù)的快速推廣恰恰為解決這一難題提供了出路[4]。3D打印以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式創(chuàng)建精準(zhǔn)的解剖模型，為消化外科醫(yī)生提供術(shù)前規(guī)劃的藍(lán)本和反復(fù)訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，同時(shí)推動(dòng)材料學(xué)在消化外科的發(fā)展[5]。本文對(duì)3D打印模型在消化外科中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行文獻(xiàn)總結(jié)。

1 3D打印模型簡(jiǎn)介

自1986年Charles W.Hull.首次報(bào)道3D打印技術(shù)以來(lái)，3D打印技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域[6]。目前認(rèn)可的3D打印模型制作工藝流程大致分為7步：①還原型光固化；②材料噴涂成型；③材料噴射；④材料擠出；⑤粉末床融化；⑥薄片層疊；⑦定向沉積[7]。因?yàn)?D打印模型優(yōu)秀的透明性、剛度及可變形性，且廠家能精確控制模型的尺寸、形狀和3D空間中的框架結(jié)構(gòu)，所以被頻繁應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的教育與科普中[8]，如術(shù)前手術(shù)規(guī)劃、操作培訓(xùn)和醫(yī)患溝通[9]。相比于直接利用動(dòng)物尸體甚至人體臨床實(shí)驗(yàn)，3D打印組織器官訓(xùn)練模型具有低成本、合乎倫理道德、易于操作執(zhí)行的顯著優(yōu)勢(shì)[10,11]。

消化系統(tǒng)以柔軟的空腔臟器居多，為模仿其真實(shí)的質(zhì)感，3D打印模型多以柔性材料來(lái)制備[12]。柔性3D打印模型的構(gòu)筑方法分為直接 3D打印構(gòu)筑法和間接模板澆筑法。直接3D打印構(gòu)筑法是提前設(shè)計(jì)制備具有優(yōu)異光固化性能的柔性材料墨水，研究其光固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，通過(guò)調(diào)節(jié)墨水組分和優(yōu)化光固化3D打印參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度模型3D打印。間接模板澆筑法是以3D打印的方式制備組織器官模型的陰模，然后將配制好的柔性材料前驅(qū)體灌入模具中，通過(guò)凝膠化方法使其固化，制備出具有優(yōu)異理化性能的組織器官模型。

2 3D打印模型在消化外科教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用

在微創(chuàng)手術(shù)大行其道的今天，消化外科醫(yī)生最迫切要解決的是培訓(xùn)模型稀缺與培訓(xùn)模型價(jià)格昂貴的問(wèn)題。柔性3D打印組織器官模型代替生物活體進(jìn)行外科培訓(xùn)已成為目前醫(yī)學(xué)模擬研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向[13]。

2.1 醫(yī)學(xué)教學(xué)

國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)生對(duì)消化系統(tǒng)解剖的學(xué)習(xí)大多基于書(shū)籍或者圖譜中獲取的簡(jiǎn)單圖片，因此，對(duì)細(xì)節(jié)和空間關(guān)系的理解較差[14]。尸體模型作為教學(xué)培訓(xùn)的金標(biāo)準(zhǔn)，在各大醫(yī)學(xué)院校中卻極其稀少[15]。3D打印模型因優(yōu)秀的可塑性，依據(jù)患者的醫(yī)學(xué)圖像或尸體掃描的器官圖片生成同比例的消化系統(tǒng)臟器，用來(lái)充當(dāng)教學(xué)模型[16]。Cromeens等[17]對(duì)21位醫(yī)師進(jìn)行腹部解剖相關(guān)培訓(xùn)，使用3D打印模型培訓(xùn)的參與者能夠在(6.6±0.5)min內(nèi)完成問(wèn)題解答，明顯快于單獨(dú)使用CT者(18.9±2.5)min或CT+腹部平片者(14.9±1.5)min(P≤0.05)。3D打印的解剖模型能加深外科醫(yī)生對(duì)腹部臟器形狀和比例的理解，提升識(shí)別復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)的能力。醫(yī)學(xué)生通過(guò)直觀接觸3D打印模型的方式夯實(shí)對(duì)解剖的理解，為后續(xù)的手術(shù)和操作做好鋪墊。

2.2 消化外科內(nèi)鏡訓(xùn)練

消化系統(tǒng)中有大量迂曲的管狀通道，不同的管道又有不同的特質(zhì)。在進(jìn)行結(jié)腸息肉內(nèi)鏡治療時(shí)，隱藏于結(jié)腸環(huán)形皺襞下的息肉，常常會(huì)躲過(guò)內(nèi)鏡醫(yī)生的清掃，特別是在結(jié)腸彎曲處的息肉即使被內(nèi)鏡醫(yī)生正確識(shí)別，完整切除也是非常困難的[18]。3D打印模型可以仿真模擬患者結(jié)腸的狀態(tài)，并在特定的部位設(shè)置息肉模型，供受訓(xùn)者反復(fù)訓(xùn)練，降低內(nèi)鏡醫(yī)生漏診漏切的概率[19]。

不同于單向通道的胃腸系統(tǒng)，膽道系統(tǒng)是由多個(gè)分支組成的，膽道鏡對(duì)治療膽道結(jié)石和膽道良惡性狹窄起至關(guān)重要的作用。由于膽道系統(tǒng)迷宮狀的解剖結(jié)構(gòu)和頻繁的解剖變異[20]，缺乏經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)鏡醫(yī)生在進(jìn)行膽道鏡檢查時(shí)很可能會(huì)迷失在膽管樹(shù)中。3D打印提供可連續(xù)觀察和反復(fù)操作的人工膽道系統(tǒng)模型，為受訓(xùn)者創(chuàng)造仿真的操作環(huán)境和提供良好的操作反饋。Li等[21]將20名實(shí)習(xí)醫(yī)生分為3D打印模型訓(xùn)練組與虛擬模型訓(xùn)練組，進(jìn)行2周的膽道解剖學(xué)習(xí)和膽道鏡技術(shù)培訓(xùn)，2周后對(duì)3D打印模型訓(xùn)練組與虛擬模型訓(xùn)練組進(jìn)行膽道鏡操作測(cè)試，2組對(duì)膽道解剖識(shí)別的準(zhǔn)確率分別為95%、27%(P≤0.05)，且3D打印模型訓(xùn)練組操作時(shí)間由訓(xùn)練前(29±8)min縮短到訓(xùn)練后(16±3)min(P≤0.001)?？梢?jiàn)，受訓(xùn)者通過(guò)3D打印模型培訓(xùn)，不僅加深對(duì)膽道解剖的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也減少膽道鏡手術(shù)訓(xùn)練的時(shí)間。

2.3 初級(jí)腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)

針對(duì)如膽囊炎，闌尾炎等良性消化外科疾病，腹腔鏡手術(shù)已成為首選的治療手段[22]。由于腔鏡器械直線性的活動(dòng)模式和狹窄的活動(dòng)范圍，對(duì)于青年醫(yī)師來(lái)說(shuō)需要陡峭且漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)曲線才能逐漸適應(yīng)與熟悉腔鏡的操作[23]。因此，急需大量可重復(fù)使用的操作模型幫助年輕醫(yī)生反復(fù)錘煉腹腔鏡手術(shù)技巧[24]。Sommerhalder等[25]應(yīng)用3D打印技術(shù)和人工制造技術(shù)，構(gòu)建6個(gè)模型樣本集(闌尾切除術(shù)、膽囊切除術(shù)、膽總管探查術(shù)、腹壁疝修補(bǔ)術(shù)、胸腔引流術(shù)和皮膚縫合)，通過(guò)反復(fù)使用的3D打印模型既降低手術(shù)訓(xùn)練的門(mén)檻，也降低了85%的手術(shù)訓(xùn)練成本。Zhang等[26]對(duì)16位有初步手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生進(jìn)行腹腔鏡Nissen胃底折疊手術(shù)培訓(xùn)，通過(guò)手術(shù)技能客觀結(jié)構(gòu)化評(píng)估量表(OSATS)對(duì)訓(xùn)練表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分。3D打印模型訓(xùn)練組OSATS(26.25±1.67)分，明顯高于無(wú)特殊訓(xùn)練組(17.50±2.07)分(t=9.31，P<0.0001)，手術(shù)時(shí)間(76.25±2.49)min，明顯短于無(wú)特殊訓(xùn)練組(110.13±3.36)min(t=22.92，P<0.0001)。Casas-Murillo等[27]應(yīng)用柔性材料設(shè)計(jì)腹腔鏡膽囊切除術(shù)的3D打印模型，13名外科醫(yī)生進(jìn)行評(píng)估測(cè)試，61%的評(píng)估者對(duì)模型的真實(shí)感表示滿意，92%的評(píng)估者表示會(huì)推薦3D打印模型用于腹腔鏡膽囊切除術(shù)的培訓(xùn)。綜上，3D打印模型通過(guò)模擬腹腔鏡胃食折疊術(shù)、腹腔鏡闌尾切除術(shù)和腹腔鏡膽囊切除術(shù)等相對(duì)簡(jiǎn)單的普外科手術(shù)，優(yōu)化了住院醫(yī)師腹腔鏡手術(shù)的培訓(xùn)模式，為住院醫(yī)師反復(fù)的手術(shù)練習(xí)提供可能。

2.4 復(fù)雜腹腔鏡手術(shù)培訓(xùn)

一些復(fù)雜消化外科手術(shù)，如惡性腫瘤的根治術(shù)，經(jīng)常會(huì)涉及淋巴的清掃、管道的重建和血管、神經(jīng)裸化的問(wèn)題，手術(shù)操作經(jīng)常在肝門(mén)區(qū)、賁門(mén)膈頂區(qū)、直腸陷窩區(qū)這些十分狹窄的空間內(nèi)進(jìn)行[28]。這類步驟繁瑣且操作要求極高的復(fù)雜手術(shù)，即使是高級(jí)醫(yī)師，同樣需要進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練[29]。3D打印模型能很好地模擬這些復(fù)雜的腹腔環(huán)境，為微創(chuàng)手術(shù)訓(xùn)練提供條件[26]。Burdall等[30]通過(guò)3D打印構(gòu)建復(fù)雜的肝臟、胰管和膽總管囊腫的混合組件模型，模擬腹腔鏡膽總管囊腫手術(shù)的復(fù)雜操作環(huán)境，并邀請(qǐng)10位外科醫(yī)生對(duì)手術(shù)模型進(jìn)行測(cè)評(píng)，受試者對(duì)模型進(jìn)行1～10分測(cè)評(píng)(分?jǐn)?shù)越高認(rèn)為實(shí)用性越強(qiáng))，測(cè)評(píng)得分(7.36±1.57)分(4～9分)，大部分測(cè)評(píng)者表示模型有很高的實(shí)用性，同時(shí)會(huì)向他人推薦這個(gè)模型。

為探討3D打印模型在膽道吻合培訓(xùn)上的可行性，Shen等[31]對(duì)3D打印干式模型的腹腔鏡膽道吻合模擬訓(xùn)練進(jìn)行文獻(xiàn)回顧，收集15名外科醫(yī)生的基線數(shù)據(jù)。隨著培訓(xùn)次數(shù)的增加，所需操作時(shí)間呈減少趨勢(shì)，直至進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平臺(tái)期。青年組外科醫(yī)生在第5次訓(xùn)練時(shí)，學(xué)習(xí)曲線趨于平穩(wěn)；中年組外科醫(yī)生在進(jìn)行第3次訓(xùn)練時(shí)，學(xué)習(xí)曲線趨于平穩(wěn)。膽道吻合術(shù)的3D打印模型可以幫助外科醫(yī)生進(jìn)行模擬培訓(xùn)，通過(guò)訓(xùn)練為實(shí)際手術(shù)提供經(jīng)驗(yàn)和技能的積累。因此，復(fù)雜腹腔鏡手術(shù)的培訓(xùn)，使用3D打印模型是高效可行的。

2.5 達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)培訓(xùn)

在過(guò)去的幾十年時(shí)間里，達(dá)芬奇機(jī)器人輔助手術(shù)呈現(xiàn)幾何倍數(shù)的增長(zhǎng)[32]。由于機(jī)器人手術(shù)操作缺乏力反饋，因此，在進(jìn)行消化系統(tǒng)的精細(xì)解剖、縫合、切割時(shí)需要反復(fù)的訓(xùn)練與適應(yīng)[33]。結(jié)合中國(guó)的國(guó)情，達(dá)芬奇機(jī)器人未進(jìn)入醫(yī)保，在消化外科中僅有復(fù)雜的手術(shù)操作會(huì)使用達(dá)芬奇機(jī)器人輔助。未經(jīng)過(guò)完整的學(xué)習(xí)曲線進(jìn)行機(jī)器人復(fù)雜手術(shù)，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極高，因此，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)培訓(xùn)的開(kāi)展迫在眉睫。Rice等[34]將進(jìn)行機(jī)器人胰十二指腸切除術(shù)(robotic pancreaticoduodenectomy，RPD)的手術(shù)醫(yī)生分為3類：①?zèng)]有接受過(guò)師徒制培訓(xùn)和課程培訓(xùn)的手術(shù)醫(yī)生；②接受過(guò)師徒制培訓(xùn)，但沒(méi)有接受過(guò)課程培訓(xùn)的手術(shù)醫(yī)生；③同時(shí)接受師徒制培訓(xùn)和課程培訓(xùn)的手術(shù)醫(yī)生。3類手術(shù)醫(yī)生分別施行258例(50.2%)、151例(29.3%)和82例(15.9%)RPD，接受RPD的3組患者除術(shù)前美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)分級(jí)為3級(jí)患者的構(gòu)成比(78.3%vs.88.1%vs. 84.1%，P=0.04)和術(shù)前接受新輔助化療患者構(gòu)成比(26.0% vs.37.1% vs.36.6%，P=0.03)存在差異外，3組患者術(shù)前組間特征相似。3組患者手術(shù)時(shí)間[(450.8±121.0)min vs.(388.5±76.7)min vs.(348.6±52.6)min，P<0.001]，術(shù)后并發(fā)癥Clavien-Dindo分級(jí)大于2級(jí)發(fā)生率(28.7% vs. 19.9% vs.14.6%，P=0.01)和術(shù)中出血量[(426±525.8)ml vs.(288.6±335)ml vs.(254.7±274.1)ml，P<0.001]差異均有顯著性。與上一代外科醫(yī)生相比，后輩外科醫(yī)生因有師徒制的傳承和完善的課程培訓(xùn)手術(shù)時(shí)間往往更短，學(xué)習(xí)曲線也更加平滑[35]。因此，正確的手術(shù)指導(dǎo)和完善的機(jī)器人手術(shù)培訓(xùn)課程可以在不影響患者安全的前提下，降低外科醫(yī)生機(jī)器人手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線。

達(dá)芬奇機(jī)器人動(dòng)輒2000多萬(wàn)人民幣的成本價(jià)格，國(guó)內(nèi)目前也僅有3家達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人國(guó)際培訓(xùn)中心。傳統(tǒng)的手術(shù)培訓(xùn)方式是以動(dòng)物及人尸體(濕性模型)為主，存在以下諸多問(wèn)題：倫理難、價(jià)格高、場(chǎng)地限制、污染風(fēng)險(xiǎn)、管理負(fù)責(zé)和模型數(shù)目有限[36]。因此，傳統(tǒng)濕性模型的機(jī)器人培訓(xùn)模式在國(guó)內(nèi)往往難以開(kāi)展。相較于濕性模型，3D打印模型因擬真、便捷、可重復(fù)性高、個(gè)體化制作的特性為達(dá)芬奇機(jī)器人的培訓(xùn)提供了出路。羅徹斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心運(yùn)用圖像分割、3D打印技術(shù)和聚合物成形技術(shù)，模擬腹部臟器的質(zhì)地、解剖和血流灌注，結(jié)合臟器周圍的脂肪、腸道和肌肉組織，為外科醫(yī)生提供充分的沉浸手術(shù)體驗(yàn)[11]。Wei等[37]成功構(gòu)造肝外膽管癌微創(chuàng)根治術(shù)的3D打印手術(shù)模型，模擬血液和膽汁可以在門(mén)靜脈和膽管中循環(huán),并邀請(qǐng)6位膽道外科醫(yī)生使用腹腔鏡或機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)，最后均順利完成全程手術(shù)。Wei等[38]通過(guò)3D打印技術(shù)結(jié)合微型測(cè)壓模型設(shè)計(jì)機(jī)器人胰腸吻合術(shù)的訓(xùn)練模型，3名高級(jí)醫(yī)師參加手術(shù)測(cè)試，其中1位醫(yī)師在經(jīng)過(guò)6 h常規(guī)3D模型訓(xùn)練后，進(jìn)行機(jī)器人輔助下吻合測(cè)試時(shí)，嘗試6次便達(dá)到了連續(xù)3次成功吻合的測(cè)試目標(biāo)，其他2位醫(yī)師分別嘗試20、25次，所有受訓(xùn)者均表示從3D打印模型訓(xùn)練中獲益，為真正的臨床手術(shù)操作提供了切實(shí)的參考經(jīng)驗(yàn)?？梢?jiàn)，3D打印模型的出現(xiàn)為機(jī)器人手術(shù)培訓(xùn)提供了一項(xiàng)優(yōu)質(zhì)的選擇。

3 術(shù)前規(guī)劃

術(shù)前規(guī)劃對(duì)手術(shù)的成功實(shí)施起至關(guān)重要的作用，有助于降低術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)，減少手術(shù)時(shí)間[39]。過(guò)去臨床醫(yī)生通常借助個(gè)人經(jīng)驗(yàn)將MRI與CT圖像中的2D信息轉(zhuǎn)換為腦海中的抽象3D模型，但由于個(gè)人水平的局限性和病灶的不確定性往往導(dǎo)致重建結(jié)果與實(shí)際情況不一致。Pietrabissa等[40]為12例計(jì)劃行腹腔鏡脾切除術(shù)的患者構(gòu)建3D打印模型，患者和主刀醫(yī)師對(duì)模型進(jìn)行1～5分的評(píng)分(1分是無(wú)用，5分是非常有用)，10例患者給出5分，2例給出4分；6名住院醫(yī)生給出5分，4名給出4分。在進(jìn)行肝切除術(shù)時(shí)，由于肝臟有2套供血系統(tǒng)，再加上肝內(nèi)四通八達(dá)的膽管樹(shù)，正確識(shí)別病變部位與周圍膽管、血管的位置關(guān)系十分的困難。3D打印模型通過(guò)術(shù)前影像資料可以構(gòu)建一些個(gè)性化的解剖結(jié)構(gòu)模型，如肝臟血管解剖變異或膽道惡性腫瘤鄰近門(mén)靜脈或下腔靜脈等[41]。Bati等[42]選取5例肝膽疾病并分別建立他們的MRCP圖像、3D圖像和3D打印模型，然后由19位外科住院醫(yī)師分別進(jìn)行測(cè)試，評(píng)分1～10分(1分表示最低，10分表示最高)，結(jié)果顯示在疾病認(rèn)識(shí)方面3D打印模型要優(yōu)于MRCP(Z=-3.854,P<0.001)和3D圖像(Z=-2.865,P<0.005)?？梢?jiàn)，3D打印模型能幫助主刀醫(yī)生更好地了解病人肝臟、膽道的解剖特點(diǎn)，從而優(yōu)化手術(shù)方案。3D打印模型能夠立體、清晰和實(shí)物化顯示腫瘤解剖學(xué)位置及與周圍器官、血管的毗鄰關(guān)系,且與術(shù)中實(shí)際情況大致相符[43]。通過(guò)術(shù)前構(gòu)建患者個(gè)性化的病灶3D模型，可以為臨床決策與手術(shù)規(guī)劃提供參考藍(lán)圖。

4 醫(yī)患溝通

消化系統(tǒng)的腫瘤根治術(shù)涉及許多臟器的切除與管道的重建。盡管外科醫(yī)生在術(shù)前清晰講解手術(shù)過(guò)程，患者及家屬也只能理解有限的一部分。3D打印模型能呈現(xiàn)出直觀逼真的手術(shù)效果，提高患者及家屬對(duì)病情和術(shù)式的認(rèn)知能力[44, 45]，同時(shí)也為良好的醫(yī)患交互模式打下基礎(chǔ)。

5 3D打印模型應(yīng)用于消化外科的不足

目前，消化外科的3D打印模型制作原料以硅膠為主[46]。由于硅膠本身理化特征的局限性，目前仍無(wú)法解決消化外科手術(shù)培訓(xùn)模型的共性難點(diǎn)：第一，雖然硅膠可以實(shí)現(xiàn)外科切割和管道重建等常規(guī)操作，但是不能顯示出如同正?；铙w組織半永久性變形的物理特性，以及提供濕軟生物組織的真實(shí)觸感[39]。第二，硅膠無(wú)法通過(guò)電外科器械(電刀，超聲刀)產(chǎn)生手術(shù)的仿真模擬。例如電凝可以使組織焦化從而凝血止血，超聲刀切割實(shí)質(zhì)性臟器、凝閉血管等。第三，常規(guī)的3D打印模型是用軟件將器官或者病灶周圍組織去掉，暴露得到所需的標(biāo)準(zhǔn)模型。但是在真正的消化系統(tǒng)手術(shù)中，這些周圍組織及血管分支正是在顯露病灶過(guò)程中需要進(jìn)行外科處理的部分，這些無(wú)法通過(guò)硅膠實(shí)現(xiàn)。第四，消化外科手術(shù)沿組織層次進(jìn)行解剖，要求更多細(xì)微差別的物理學(xué)性質(zhì)的材料，而目前的模型材料難以實(shí)現(xiàn)。第五，電刀燒灼硅膠材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，危害受訓(xùn)者的健康[47]。

目前，國(guó)際上應(yīng)用3D打印模型進(jìn)行外科訓(xùn)練多是小樣本、單中心且研究時(shí)間短的報(bào)道，缺少高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照研究，且3D打印技術(shù)缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)(包括文件格式、應(yīng)用的軟件、技術(shù)的可及性等)，限制不同中心的頭對(duì)頭比較[48]。此外，受訓(xùn)的外科醫(yī)生提供實(shí)時(shí)的反饋評(píng)價(jià)對(duì)于建立手術(shù)培訓(xùn)評(píng)價(jià)體系也是至關(guān)重要的[49]。因此，根據(jù)消化外科代表性的手術(shù)特點(diǎn)，制備高度仿真的消化系統(tǒng)器官模型，并建立標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)體系用于推動(dòng)外科手術(shù)培訓(xùn)是目前該領(lǐng)域最重要的挑戰(zhàn)。

6 小結(jié)與展望

盡管目前3D打印模型尚有許多不足，但針對(duì)3D打印模型的研究從未止步[50]。隨著制作原理的不斷創(chuàng)新以及3D打印機(jī)和材料成本的逐步降低，3D打印已逐漸成為一種低門(mén)檻、多功能、高效率的先進(jìn)制造方法，滿足日常生產(chǎn)生活的應(yīng)用需求[51]。水凝膠等[52]更優(yōu)質(zhì)的材料可替代硅膠進(jìn)行模型制造。3D打印模型在諸如組織工程學(xué)和再生醫(yī)學(xué)等最前沿的學(xué)科也有所應(yīng)用[6,53]，盡管在消化系統(tǒng)領(lǐng)域的摸索尚處于早期階段，但諸如肝臟替代的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[54]和體外小腸仿生模型的應(yīng)用[55]已有報(bào)道。

不同背景的研究人員、醫(yī)生和工程師相互之間鼎力合作，構(gòu)建出個(gè)性化的3D打印模型，同時(shí)也促進(jìn)各行業(yè)之間的交流與進(jìn)步[56]。3D打印模型以患者為范本，廣大外科醫(yī)師為受眾，進(jìn)一步優(yōu)化消化外科的培訓(xùn)模式。現(xiàn)今3D打印模型在消化外科中仍只是小范圍應(yīng)用，期待在未來(lái)有進(jìn)一步大規(guī)模的推廣普及。