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3D打印技術在骨科的應用

  3D打印是一種快速成型技術,是以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。在國外,3D打印技術已經在新產品開發、生物醫療、航空航天、影視教育創意等方面有較多應用,而我國還主要局限於模具打印、文化創意產品等少數領域。西方國家在醫療健康領域方面的3D打印技術已經取得成效,已經可以打印出個性化的假牙、假肢。

  傳統髋臼骨折切開復位手術創傷大,一般要切開一個20至30厘米的切口,手術時間長,手術中出血量大、恢復慢。采用3D打印技術進行微創腹腔鏡輔助下髋臼骨折的手術主要就是通過3D打印技術及微創技術提升手術精度,減輕患者痛苦。

  一般手術方案為:對患者骨盆進行三維重建模擬復位後,采用3D打印技術,將患者的仿真骨盆模型按照1∶1的比例打印出來,虛擬手術設計鋼板的最佳位置、螺釘植入的最佳方向,並進行鋼板、螺釘長度數據的測量,螺釘方向導航模塊的設計及鋼板預彎等一系列術前體外模擬手術,最終才在腹腔鏡輔助下實施髋臼骨折內固定術。所有准備工作操練完畢,最後正式為患者實施髋臼骨折內固定術。

3D打印技術在<a name='InnerLinkKeyWord' href='http://www.jianke.com/gkpd/' _fcksavedurl='http://www.jianke.com/gkpd/' target='_blank'>骨科</a>的應用

  手術在腹腔鏡輔助下進行,首先在腹壁上打四個0.5至2.5厘米的小孔,將腹腔鏡置於腹膜外建立氣腹,充分“顯露”髋臼骨折部位,然後將之前模擬手術時預彎好的鋼板放置到最佳位置,並鑽孔植入螺釘。由於術前螺釘長度已按照傷者的身體進行精確測量,手術中不需要反復預彎鋼板及測量螺釘,使得手術時間大大減少。真正的內固定時間不到1小時,前後出血僅80毫升。如果按照傳統術式來做,出血至少得1000毫升。術後復查鋼板位置及螺釘植入方向長度與術前3D打印模擬手術完全匹配。

  傳統髋臼骨折切開復位手術由於切口大,因此康復周期很長,而微創手術由於傷口小,疼痛輕,患者當天就可翻身,次日就能坐起來,還免得落下長長的疤痕。可見采用3D打印技術完成術前模擬骨折整復手術,可以大大減少手術操作中的失誤,減輕病人的痛苦。新手術的運用,也可大大節約血源。

  當前的3D打印技術可以打印出與患者完全匹配的全仿真器官進行手術預演。但未來3D打印技術一個前沿方向是研究如何打印‘活’的人體器官。只要能找出與人體相容的材料,再把人體的細胞放上去進行增殖分化,也許就能夠制造出真正的人體組織。不過,當前打印人體器官還只是一種科學願景,這依賴於打印材料和技術上的突破,並需要開展生物、醫學、計算機等多學科來交叉研究。

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