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3D打印

骨感3D

——在骨科领域中的应用



现状

      近年来,3D打印技术快速发展,在临床的应用越来越广泛,尤其在骨科的应用涉及到了各个亚专科。其应用使复杂的骨科手术变得相对容易,手术的效果也就得到了提高。


 那么3D打印技术将会与骨科碰撞出怎样的火花?



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然而

通过调查

我院学生对3D打印技术在骨科中的应用

不太了解

(本次调查在我院共发放421份问卷,回收率100%)




所以,我们非常有必要给大家科普一下3D打印技术及其在骨科中应用。


3D技术的定义

是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其核心技术是数字化、智能化制造 与材料科学的结合,它的出现,更被誉为是 “第三次工业革命的标志 ”。



3D技术在骨科中的应用


01

打印骨骼模型以辅助骨科手术

传统:

针对较为复杂的骨折和畸形,传统手术只能在脑海中进行虚拟的术前设计,有一定的局限性和不确定性。


3D打印:

3D 打印的骨骼模型可以将真实的骨骼结构更立体地呈现在临床医生的眼前,以便医生更加直观地了解病损的严重程度,可以从一定程度上弥补传统技术的缺陷。



02

3D打印个性化植入物

传统:

骨组织缺损时手术通常采用钛笼、自体骨等植入物进行骨缺损部分填充,然而自体骨取材有限、外植入物不完全匹配、某些植入物对骨组织有切割性、标准尺寸植入物与个体差异的矛盾等等,这些都不利于机体骨骼康复。

个性化植入物的需求应运而生

3D打印技术采用生物相容性高的钛合金材料,能制备与病人骨组织缺损部位相匹配的个性化植入物。与传统相比有以下优势:

1、3D打印植入物与机体生长发育相适应

2、生物相容性高,缩短术后康复周期

3、相对廉价,易广泛应用

4、有利于实现治疗决策与治疗技术的最优化


临床应用





看了以上的应用,是不是还觉得云里雾里?没关系,下面我给你们介绍几个成功的案例。




2011

荷兰医生给一名83岁的老妪安装了一块用3D打印技术制造的金属下颌骨,这是全球首例此类型的手术。



2015

德国完成首次3D打印钛脊柱融合植入手术。



2016

吉大二院骨科医院完成世界首例3D打印全肩关节置换术

       吉大二院骨科医院的王金成教授带领医疗组,以患者健康一侧的肩关节为模板,根据患者生理结构实际,通过电脑模拟,利用3D技术设计并打印出反向的患侧肩关节,在全麻下为患者做了反向肩关节置换术。该关节具有正常的肱骨近段形态,同时表面为网格结构,更有助于软组织长入,帮助维持肩关节稳定性,恢复肩关节功能,提高患者生活质量。



从理论上来讲,3D打印机可以打印出计算机设计的任何形状的模型,满足医生和患者的个性化需求,既能缩短术中耗时,降低手术偏差,增加医疗质量。同时打印出来的骨骼中又有可供患者本身骨细胞生长的孔隙 ,这样就可以使打印的骨骼与患者本身骨骼融合,有助于患者康复,提高稳定性 。


既然优势这么多,如果我需要做3D打印关节置换术,该如何准备呢?


好的,接下来就由我为您介绍手术的相关准备。



1、3D打印比例为1:1的骨折仿真模型,在模型实体上进行手术操作与演练

2、护士配合术者进行仿真手术训练,熟悉手术步骤,并了解钢板及螺钉置入的位置和规格,使其在术中更精确、减少术中出血等现象

3、采用真实的模型告知患者及家属手术过程,缓解心理负担,增强对治疗的信心,使患者积极配合护理

4、护士应当切实对内植入性材料进行消毒灭菌,并构建科学完善的灭菌制度,对灭菌效果进行持续性跟踪




3D打印技术的展望

 随着其技术的发展,在不久的将来很可能会逐步实现组织工程支架、植入物、人工关节、假肢等的私人定制,甚至可以使基于3D打印技术的生物组织、器官再生成为可能,3D打印技术给人类带来无尽的想象和可能。



“3D打印并不是个新技术,但它与骨科临床应用结合起来,就焕发出了新的光彩。”

                              ——金大地(现任南方医科大学医院骨科医院院长)



[1]蒋明辉,蔡立宏,雷青,陈立,陈松,刘堂友,周伟力. 3D打印技术在骨科临床的应用研究及展望[J]. 中华损伤与修复杂志(电子版),2016,11(04):288-290.

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指导老师:卓莉俊

团队:Ty、Anne、Angel 、Dumpling、Rainbow、Lin



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