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3D打印定制人工胸骨带肋骨假体植入修复胸壁缺损一例
临床资料 患者,男,17岁,因发现胸骨进行性肿大1+月入院.检查后发现为胸骨中分病变,病灶破坏胸骨柄下份、胸骨体上份骨质以及对应双侧第2肋软骨,并围绕病灶形成软组织块影(图1),其它相关检查无任何异常,也无特殊病史;考虑诊断为:胸骨肿瘤,胸骨结核.患者行胸骨体及胸骨柄大部切除、3D打印定制人工胸骨带部分肋骨假体植入术.手术时间1.17h.术后胸廓稳定性及胸廓外观形态非常满意.手术后病理检验结果为结核,加口服抗痨药.手术后16d患者伤口痊愈,复查CT见纵隔,胸腔无积液,人工假体与自体组织无排异反应,患者无疼痛,可正常活动,痊愈出院.出院后随访2个月,患者无任何不适,已完全正常学习和生活.
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3D打印技术在胸壁疾病外科领域应用的研究进展
3D打印技术因其精确、高效和个性化生产的特点而被广泛应用于许多制造行业当中,并逐渐拓展到医疗领域.胸壁疾病是胸外科常见疾病类型,手术是治疗此类疾病的有效手段.近年来3D打印技术正逐渐在胸壁疾病的外科治疗领域得到应用.本文重点就目前3D打印可以应用于胸壁疾病外科领域的两种治疗方式一胸壁重建与胸壁矫形方面进行综述,并分析3D打印技术在胸壁疾病领域的可行性以及应用前景.
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先天性气管狭窄的诊治进展
先天性气管狭窄(CTS)是一种罕见的,会威胁到患儿生命的先天性阻塞性气道病变.因其常常合并心血管畸形且临床表现具有多样性,对临床医生的诊疗造成了巨大的挑战.至今已有多种经典临床手段和新兴技术被用于评估、诊断及治疗先天性气管狭窄,如:计算机流体力学、组织工程气管及3D打印技术.本文将对目前CTS分型、诊断和治疗进展做一个回顾,旨在为该病的诊疗提供理论基础.
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3D打印技术在先天性气管狭窄诊断与手术治疗中的应用
目的 评估3D打印技术在先天性气管狭窄外科治疗中的应用价值.方法 回顾性分析我院2013年2月至2014年5月在3D打印技术指导下4例婴幼儿先天性气管狭窄的术前诊断、术中决策及术后随访的临床资料.其中男3例、女1例,平均年龄(23.0±7.1)个月,合并肺动脉吊带2例、室间隔缺损1例、法洛四联症1例.术前气管狭窄均经胸部CT及3D打印气管模型诊断,结合开胸前麻醉下气管镜检查确诊.术中先在体外循环下完成心脏畸形纠治,而后在平行循环下完成气管手术.气管手术方案的设计和实施由3D打印气管模型提供的数据和形态指导.气管主干长段狭窄2例,行Slide吻合;气管桥型狭窄2例,1例合并右下支气管开口狭窄者行扩大的Slide吻合,1例直接行端端吻合.结果 全组患儿术前3D打印气管模型与气管镜检查及术中探查结果相符,术中气管镜证实气管狭窄完全纠治,吻合口对合完整,管腔通畅,无手术死亡,无重大并发症.术后随访1～2年,呼吸平稳,3D模型显示气管通畅.结论 3D打印技术能为先天性气管狭窄术前诊断和手术方案的设计、术中决策和操作提供很好的指导,提高气管狭窄手术治疗的成功率.
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3D打印技术在复杂先天性心脏病外科诊疗中的应用
目的 评估3D打印技术在先天性复杂心脏畸形中的应用价值.方法 纳入2例复杂先天性心脏病患者,利用术前心脏CT数据,采用WJP白墨填充技术(White-Jet-Process)-高精度彩色多材料数字化增材制造技术,打印心脏畸形的1∶1实物模型,用于术前规划,医生培训和术前模拟.结果 成功打印出1∶1大小比例的具有畸形结构解剖细节的镂空全彩3D心脏模型,并在纵轴中点部位横断,可以打开模型观察心脏内部结构,但病例1的模型缺失了房间隔缺损的病变.参考该模型,手术组进行术前讨论、模拟操作,终确定手术方案,并成功实施了预定手术方案.患者术后均恢复顺利,1个月后随访无并发症及死亡.结论 尽管当前3D打印技术在复杂先天性心脏病模型打印中仍有缺陷之处,但术前使用心脏3D模型制定手术方案,进行模拟操作,可提高手术小组对手术方案及操作步骤的理解程度,提高术中配合默契度,改善手术效果,且未来可预见打印心脏模型能够完成从单纯解剖形态向功能测试的进步,在复杂先天性心脏病外科诊疗领域值得进一步推广.
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胸壁骨性重建的研究进展
肿瘤切除或外伤等多种因素均有可能导致胸壁缺损,骨性胸壁缺损的重建依旧是胸外科手术的重点和难点.随着材料学的不断进展,越来越多的新材料运用于骨性胸壁重建,一定程度上推动了胸壁外科的发展.但是,目前临床上常用的重建材料尚无一种能完全满足临床工作的需要.随着计算机技术的高速发展,3D打印技术也逐步运用于临床,个性化治疗理念逐步深入人心.个性化治疗配合新材料的使用极有希望克服现有材料的不足,使胸壁外科达到一个新高度.因此,本文对缺损胸壁重建的发展和现状做一综述,并对其发展方向做一积极展望.
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3D打印技术在口腔颌面外科实验教学中的应用
3D打印技术作为一种快速成型技术,正迅速发展,已在口腔颌面外科临床领域广泛应用,其在教学中的应用亦不容忽视.3D打印模型作为新的教学手段在未来的教学实践中将发挥越来越重要的作用,甚至颠覆传统的教学模式.本文就3D打印技术在口腔颌面外科实验教学中的应用作一综述.
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3D打印多孔钽种植体对骨整合影响的实验研究
目的?研究多孔钽及多孔钛种植体对骨整合的影响.方法? 通过计算机辅助设计方法建模,采用3D打印技术制备两种微孔参数相同的多孔材料种植体:多孔钽及多孔钛.在24只新西兰大白兔双侧股骨外踝处建立骨缺损模型,每只动物左右侧缺损随机分组,分别用多孔钽(实验组)和多孔钛(对照组)种植体进行修复.种植体植入后2、4、8周取材,进行大体观察和亚甲基蓝-酸性品红染色,观测种植体和骨界面的骨整合情况,采用推出实验测试种植体-骨界面结合强度.结果 术后2、4、8周,两组材料界面的新生骨组织逐渐增加,出现新生骨小梁并向材料孔隙内生长;两组的成骨情况及种植体-骨组织界面结合强度的差异无统计学意义(P>0.05).结论 3D打印的多孔钽能与骨组织形成早期的生物结合,具有与多孔钛相当的骨整合能力.
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3D打印在口腔美学修复中的应用
3D打印技术可完成结构复杂物体的打印,在口腔修复领域已有一定应用,未来有望替代大部分传统修复技术.在口腔美学修复中如何保证分析设计阶段初设的轮廓外形与颜色等与患者得到的终修复体一致,一直是困扰口腔医师和技师的难题.3D打印的蜡型、树脂冠桥等可用于美学修复的美学分析和设计结果的输出预告,一对一地传递并指导终修复体的设计和制作.3D打印的目标修复体导板(TRSguide)既为美学修复制定了可预览的修复蓝图,让口腔医师和技师能检测患者重建的口腔功能和美学的相关信息;又能指导实施符合牙体保存和活髓保护理念的理想牙预备,做到真正的全程精准与微创.这些新的数字化技术进展使得美学修复焕然一新.本文对3D打印在口腔美学修复中的应用进行介绍.
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3D打印钛合金牙种植体的细胞毒性的研究
目的:利用MTT比色实验,检测以3D打印技术铸造出的钛合金牙种植体的细胞毒性,评测新型铸造工艺的可行性,为下一步的临床应用提供理论依据.方法:我们以专业软件设计建立计算机模型,选取Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb两种不同的钛合金作为铸造原材料,以3D打印技术铸造出同样规格的三种实验标准片.实验主要分为3组,即Ti-6Al-4V组、Ti-6Al-7Nb组、 空白对照组.通过MTT比色实验方法,我们分别检测了这三种标准件对于成骨细胞MG63增殖率的影响,来完成对于3D打印技术的评价.结果:在倒置相差显微镜下我们观察到:三组细胞的生长状态均良好,实验组与空白对照组相比,细胞形态无显著区别.MTT比色结果显示,两组钛片的细胞毒性分级均为0级,同时,Ti-6Al-7Nb钛合金片增殖率略高于Ti-6Al-4V钛合金片浸提液组.结论:通过3D打印技术铸造出的的钛合金种植体,其细胞毒性水平满足口腔种植材料临床应用的要求,且Ti-6Al-7Nb的细胞毒性水平略低于Ti-6Al-4V.
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个性化拟自然牙种植体的设计及有限元分析
目的：设计和制造面向即刻种植的个性化拟自然牙种植体，并提出个性化拟自然牙种植体的过盈量设计要求。方法：利用逆向工程和3D 打印技术设计和制造出个性化拟自然牙种植体；设计过盈量分别为10，20，30，40，50，60，70，80，90，100μm的10颗个性化拟自然牙种植体，模拟植入相同拔牙窝后的情况，并进行有限元分析。结果：在相同的过盈量条件下，皮质骨区域比松质骨区域的应力值要大。随着过盈量的增大，种植体在骨界面的应力就越大，且皮质骨区域比松质骨区域先达到屈服强度。结论：在设计个性化拟自然牙根种植体的过程中，皮质骨和松质骨区域的过盈量设计应当不同，且皮质骨区域应小于松质骨区域。
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骨小梁3D打印在人工髋关节的应用
目的:研究分析骨小梁3D打印在人工髋关节中的应用效果.方法:选取人工髋关节置换翻修手术患者40例,根据假体不同分观察组、对照组,各20例.对照组应用常规人工髋关节假体,观察组应用3D打印技术翻修人工髋关节.观察并对比两组患者手术前后髋关节功能评分及疼痛(VAS)评分.结果:术后6个月,两组髋关节功能改善,且观察组髋关节优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);术后6个月,观察组VAS评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).结论:骨小梁3D打印技术在人工髋关节中得到较好的应用,髋关节假体吻合度及稳定性较高,有助于促进患者髋关节功能的恢复,降低并发症发生率,值得推广.
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聚乳酸及其聚合物在医学领域中的应用现状
聚乳酸(polylactic acid,PLA)又称聚丙交酯,是以乳酸为主要原料的聚合物.PLA在生产过程中无污染,且可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是目前应用广泛的绿色高分子材料.由PLA制成的产品除具有生物降解的优点,还具有良好的生物相容性、耐热性、可塑性,因此用途十分广泛,不仅用于医学领域,还可用于电子领域、一次性用品领域等.医疗领域是PLA及其复合物较早开展应用的领域.目前已在骨外科、胸外科、颌面外科、肿瘤的靶向治疗等领域进行了广泛的基础研究和临床应用.本文就PLA及其聚合物在安全及生物相容性、3D打印、药物载体、医用材料等方面的研究与应用进行综述.
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3D打印辅助小切口复位内固定治疗跟骨骨折
目的 观察3D打印辅助小切口复位内固定治疗跟骨骨折的临床疗效.方法 选取2014年10月-2015年5月收治的12例闭合跟骨关节内移位患者.术前打印1∶1大小的健侧和患侧3D打印模型,便于其详细了解骨折情况、模拟骨折复位及进行钢板预塑形,采用外侧小切口入路,了解手术时间、复位情况、术后并发症的发生及术后功能,功能评价采用美国足踝外科学会的踝-后足评分(AOFAS评分),复位情况根据Bohler角、Gissane角评价.结果 12例术后患者均无切口感染或切口不愈合的并发症,术后随访骨折愈合良好.术后Bohler角(29.4±6.1)°、术后Gissane角(121.4±12.6)°,术前术后Bohler角、跟骨Gissane角差异有统计学意义(P＜0.01).术后AOFAS评分(75.2±5.4)分,优良率达83.3％.结论 3D打印辅助小切口治疗跟骨骨折,术前可模拟骨折复位、钢板预塑形,有利于骨折复位,并简化术中操作.
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3D打印辅助教育干预对创伤患者焦虑情绪和睡眠状况的影响研究
目的 研究3D打印辅助教育干预对创伤患者焦虑情绪和睡眠状况的影响.方法 2014年10月-2015年6月,选取符合标准的40例患者进行研究,随机进入干预组和对照组,每组20例,记录两组患者从入院后至术后7d的疼痛视觉模拟评分(VAS)、状态-特质焦虑问卷评分(STAI评分)、Likert评分,使用重复测量方差分析检验两组焦虑、疼痛、睡眠满意度有无差异.结果 两组患者的VAS评分、STAI评分、Likert评分差异有统计学意义(P值分别为0.003、＜0.001和0.01).结论 3D打印辅助教育干预的方法,可有效控制急性创伤患者的焦虑情绪、缓解疼痛、提高睡眠满意度.
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3D打印定位导板在头颈部异物取出术中的应用
目的 探讨3D打印定位导板在头颈部异物取出术中的应用价值.方法 回顾性分析笔者科室收治的6例头颈部软组织异物病例资料,术前行头颈部CT薄层扫描、三维重建,计算机辅助设计异物定位导板,3D打印成型,术中通过该导板定位异物,并实施异物取出手术.结果 3D打印导板定位异物准确,6例头颈部软组织内共11颗异物全部快速、准确取出,手术创伤小,术后反应轻.结论 3D打印定位导板能准确定位头颈部异物,极大简化了术前定位及手术操作过程,在头颈异物取出术中有较高的应用价值.
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3D打印技术在成人DDH全髋置换术中的应用
目的:探究3D打印技术在成人DDH患者中行全髋置换手术中的临床应用及意义.方法:选择1例成人DDH患者进行东芝128排螺旋CT扫描,将DICOM数据输入计算机中,采用MIMICS软件进行数据处理.应用3D打印机打印模型,依据模型制定手术方案、模拟手术操作,然后实施手术,术中应用假体型号,出血量及实际手术时间进行记录.结果:术中所见与3D打印模型完全一致;术中及术后复查显示髋臼及股骨假体位置良好.结论:3D打印技术能够使关节外科医生在术前精确直观地了解DDH患者髋臼及股骨端的解剖结构、畸形等;指导制定手术计划,模拟手术操作;增加了手术的精确性,提高安全性.
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应用3D打印技术联合组配式S-ROM假体人工髋关节置换术治疗成人Crowe Ⅳ DDH
目的 探讨3D打印技术联合组配式S-ROM假体人工髋关节置换术在治疗成人CroweⅣDDH的应用.方法 2014年9月至2017年9月,随机选取10例成人CroweⅣDDH患者,分为3D组(5例)和常规组(5例).男性4例,女性6例,年龄27～63岁,平均43.6岁.2组病例术前均进行Harris评分,3D组根据患者三维CT数据,制作髋关节3D打印模型.并依据模型测量选择假体大小、确定手术方案并进行模拟手术.随后采用组配式S-ROM假体进行人工关节置换术,记录术中髋关节实际情况、假体型号、手术时间及出血量等.术后1周再次行Harris评分,随访早期疗效和并发症发生率.结果 3D组术中髋关节实际情况与术前3D打印模型一致,术中出血量、手术时间、术后Harris评分提高情况均优于常规组,术后髋关节功能改善明显,活动良好.结论 应用3D打印技术联合组配式S-ROM假体人工髋关节置换术治疗成人CroweⅣDDH,可以进一步提高手术精确度和成功率,减少手术时间、出血量及并发症发生率等.
关键词： DDH 3D打印 组配式S-ROM假体 人工全髋关节置换术 -
3D打印技术在口腔科的应用
3D 打印是近年来迅猛发展的一种新兴技术，在口腔科的应用越来越广，因此有必要进行系统分类和综合阐述。根据信息源采集、输出方式、打印材料三方面，分别对3D打印技术在口腔科应用进行分类。通过文献回顾发现，3D打印技术创新性地改变原有口腔科的医疗诊断模式，在精确手术、模型个性化制作、可替代材料等方面有着广泛的应用。未来的3D打印技术不仅从根本上改变了延续近百年的现代口腔科诊疗模式，也从深层影响了医疗领域的方方面面。
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应用3D打印技术修复肋骨缺损的可行性研究
目的:验证3D打印技术制作个性化钛合金肋骨假体的力学性能和应力分布,探讨个性化肋骨假体在修复胸壁多发肋骨缺损时应用的可行性.方法:通过胸部CT三维重建数据构建骨性胸廓模型,模拟截骨修复过程,设计出肋骨假体的三维数据并进行三维有限元分析;采用钛合金粉末打印出与缺损肋骨完全匹配的假体,进行强度测试;后进行手术植入完成胸壁缺损的修复.结果:假体模型的三维有限元分析显示,肋骨假体等效应力分布均匀.3D打印钛合金肋骨假体的屈服强度为(950±14) MPa,极限强度为(1 005±26)MPa.假体植入重建术精确复原了胸廓的几何形态及解剖外形,随访期间植入物与周围骨性结构固定牢靠,与周围组织相容性良好,无排异反应发生.结论:通过计算机辅助设计和3D打印技术能够制作出高精度个性化钛合金肋骨假体,材料性能满足临床植入物的标准,个性化肋骨假体对胸壁重建塑形效果好,手术操作简便,此方法是肋骨缺损修复的可靠技术保证.
