3D打印颞骨模型制备方法及其在耳科中的应用展望

胡澜也　贾欢　杨军1上海交通大学医学院（上海200025）2上海交通大学医学院附属新华医院耳鼻咽喉-头颈外科（上海200092）3上海市耳鼻疾病转化医学重点实验室（上海200092）4上海交通大学医学院耳科学研究所（上海200092）



3D打印颞骨模型制备方法及其在耳科中的应用展望

胡澜也1，2，3，4贾欢2，3，4杨军2，3，4
1上海交通大学医学院（上海200025）2上海交通大学医学院附属新华医院耳鼻咽喉-头颈外科（上海200092）3上海市耳鼻疾病转化医学重点实验室（上海200092）4上海交通大学医学院耳科学研究所（上海200092）

【摘要】颞骨是人体最复杂的骨性结构之一，内部重要的神经、血管与位听觉结构关系密切。颞骨相关的耳科及耳神经外科手术要求医生对颞骨解剖有着全面、透彻的认识以避免损伤一些精细、重要结构，如面神经、内耳、颈内动脉和听神经。长久以来，耳外科医生通过反复解剖人体尸头的颞骨来获取和提高相关的手术技能。但人体尸头来源有限，价格日益昂贵，造成尸体颞骨解剖训练越来越困难。随着3D打印技术的发展，世界各国的研究者们制造出了可用于耳科教学和手术技能训练的3D打印颞骨模型。本文就3D打印颞骨模型的制备过程、评价方法以及近年来在耳科领域的应用作一综述。

【关键词】颞骨；3D打印；模型制备；耳科

Funding：This study was supported by the project of Shanghai Municipal Science and Technology Commission（No.16XD1402200）and Xinhua Hospital（No.15YG02）.

Conflict of interest：the authors declare no potential conflict of interest.

颞骨是人体最复杂的骨性结构之一，内部重要的神经、血管与位听觉结构关系密切。颞骨相关的耳科手术要求医生对颞骨解剖有着全面、透彻的认识，同时拥有丰富的经验和手术技巧以免损伤面听神经、颈内动脉、耳蜗等精细结构。长久以来，通过反复解剖人体尸头的颞骨来获取和提高相关的手术技能，培育了一代又一代的耳科医生［1］。Mowry等［2］证实了尸体颞骨解剖在住院医师培训中的重要作用，对大多数住院医师而言，尸体颞骨解剖数量与他们的耳科手术技能呈正相关。作为最可靠的手术仿真模型，尸体颞骨一直是耳科教学和技能训练的“金标准”。

但是，人体尸头来源有限，价格日益昂贵，儿童尸体颞骨更是极度匮乏［3］，宗教、文化和相关法规等因素也为尸体颞骨解剖训练的推广增加了难度［1］。2011年巴基斯坦一项研究显示，其国内的医学生大多对尸体解剖持回避态度，其中37%出于道德或伦理因素，18.6%出于宗教因素［4］。此外，人体尸头也有其局限性。即使是福尔马林浸泡固定的人体标本也可能携带结核分枝杆菌、朊病毒、乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒等传染性病原体［5，6］，尸体颞骨的解剖过程存在传播感染性疾病的的潜在风险。不同尸体颞骨的解剖和病理上存在差异，学员难以在统一标准的模型上进行重复训练。

考虑到以上因素，近年来研究人员开始探寻可用于耳科教学和手术技能训练的替代模型。啮齿动物等小型动物的颞骨与人体的颞骨在解剖结构上存在显著差异，较大型的动物也是如此，例如绵羊的颞骨缺少气化的乳突结构。虽然有文献报道，绵羊的颞骨可用于人工耳蜗植入术和镫骨切除术的技能训练［7，8］，但它们的作用仍旧有限。随着虚拟现实技术的进步，近年来世界各国相继设计开发出了基于力反馈技术的计算机虚拟颞骨模型。虚拟颞骨模型的使用不受时间、场地和次数的限制，不仅可用于颞骨手术的训练，还能让临床医生在不增加患者风险的情况下探索外科技巧和术式［9，10］。通过监测操作者的手术时间、手术步骤等，虚拟的手术模拟系统能够评估操作者的手术技能水平，形成过程性评估和终结性评估的基础［9，11］。但虚拟颞骨模型的缺点也是显而易见的，由于缺少真正的三维性，模型的仿真度通常有限。操作时不能使用真实的外科器械，即使模型能较准确地呈现出解剖结构，也很难模拟出真实的钻磨触感，这降低了虚拟颞骨模型用于手术技能训练的效果。3D打印技术是一种基于三维数学模型，通过增加材料逐层打印的方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法，学术上也称作增材制造（additive manufacturing）［12］。作为20世纪80年代末兴起的新技术，近十年来3D打印技术已经在医疗领域取得了长足进步。随着计算机技术的发展、新型材料的问世和生产工艺的改进，世界各国的研究者们利用3D打印技术制造出了可用于耳科教学和手术技能训练的颞骨模型。标准化的颞骨模型规格统一，有利于年轻医生进行重复的强化训练。颞骨模型也可应用于术前规划和手术模拟，协助手术医生明确复杂病变、评估手术风险，为患者提供个性化的治疗方案。本文就3D打印颞骨模型的制造过程、评价方法以及近年来在耳科领域的应用作一综述。

1　3D打印颞骨模型的制造过程

3D打印颞骨模型的制造过程分为图像获取、图像后处理和3D打印3个步骤［13］。一个堪比尸体颞骨或能够模拟真实手术体验的颞骨模型的制备涉及模型制造各个环节的处理和细化。

1.1图像获取

通过对尸体颞骨或患者的活体颞骨行CT扫描，获取医学数字成像和通信（digital imaging and com⁃munications in medicine，DICOM）格式的原始CT图像。高分辨率的CT图像数据有利于在后续的3D打印过程中提高模型解剖结构的准确性。Rose等［14］对正常尸体颞骨分别行普通薄层CT扫描和显微CT扫描，利用3D打印技术制成了颞骨模型A和模型B。对模型的解剖提示，采用分辨率更高的显微CT扫描数据制成的模型B的解剖细节更为出色，具体表现在乳突气房和听小骨、圆窗、卵圆窗等中耳结构上。但在临床应用上，考虑到射线辐射剂量，对患者的活体颞骨行显微CT扫描并不是常规做法。Suzuki等［19，23］对正常颞骨行CT获取影像学数据，扫描精度为层厚0.5mm、间距0.1mm。利用该图像数据制备的模型能够精确再现汉勒棘等表面结构以及听小骨、半规管、前庭、蜗管、圆窗龛和面神经管等内部结构。

1.2图像后处理

利用计算机辅助设计（computer aided design，CAD）技术，处理通过CT扫描获取的DICOM格式的影像学数据，实现目标物体的切分和三维重建，最后将CAD模型输出至3D打印设备。图像后处理的过程对于模型特定结构的再现、内部残留打印材料的去除和模型尺寸的修改至关重要。

通常说来，通过设定阈值参数，软件能将图像中的骨结构自动分割出来。但越是复杂和精细的结构，软件越是难以自动识别分割，即使CT图像质量极高，听小骨、乳突气房等结构仍需要人工处理。此外，为了提高模型的仿真度、保证模型能够再现特定的解剖结构，半规管、耳蜗和面神经、乙状窦、颈内动脉、岩浅大神经等神经血管结构也需由熟悉颞骨解剖的专业人员手动分割［3，15，16，17，18，30］。Cohen等［18］在软件自动分割出骨性结构的基础上，人工分割出锤骨，补全乳突气房细节和不连续的骨性结构，并减少伪影，去除其它不需要的结构。Mick等［16］在每张图像上手动分割出乙状窦、面神经、听小骨、半规管、耳蜗、颈内动脉、鼓膜张肌和鼓索神经，并给每个结构指定染色，打印出的模型呈现了黄色的面神经、红色的颈内动脉和蓝色的乙状窦等，提升了标志性结构的辨识度。镫骨是定位面神经水平段、圆窗龛等结构的解剖标志，为了应对镫骨的低显影性，Suzuki等［19］改变镫骨阈值，局部增强镫骨的显影，最终打印出了完整的镫骨。另外，图像数据的处理不当会在后续流程中阻碍重要结构的复制。为了提高模型的仿真度，Bakhos等［20］虽然在处理图像数据时消除了鼓室和内听道内的条纹状支撑结构，但引起了听骨链的崩塌，在打印过程中听骨链与周围的打印材料混合。

切分目标物体、实现三维重建时，通过调整切片位置，可以使模型最大程度地保留空腔间隙结构。Hochman等［15］运用新型切片算法，数字化地将模型分层解构，使残留在模型空腔间隙内的铸造粉末能够在打印结束后被去除，同时改善了固化剂对整个模型的渗透情况。Cohen等［18］处理图像数据时，在乙状窦区域内形成一直径3mm的孔道，为打印结束后残留在乳突气房内的树脂支架提供了充分的排出通道。

CAD模型可储存为STL文件格式，STL也是为大多数3D打印系统所应用的标准文件类型。Suzu⁃ki等［21］通过倍增STL数据制造出了双倍尺寸的颞骨模型和三倍尺寸的骨迷路模型，放大的模型对于三维结构和解剖定位的教学是十分有用的工具。

1.33D打印

目前，已实现商品化的3D打印机共涵盖了七类工艺［12］，它们的所用材料和技术原理各有特点。3D打印材料和工艺的选择决定了模型最终的效果。熔融沉积制造（fused deposition molding，FDM）以热塑性材料为打印的“墨水”，通过热熔喷头将熔化的材料挤压而出，以一定的厚度沉积在指定位置后固化成形。以此种工艺打印出的模型内留置有可溶性材料制成的支架，用以支撑游离结构。支架将在模型打印结束后被洗涤剂溶解，从模型内排出［12］。Cohen等［18］采用FDM工艺打印的颞骨模型材质较真实颞骨软，在钻磨模型时若冲洗不足，模型有融化趋势，这是由打印材料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（acryloni⁃trile-butadiene-styrene，ABS）塑料本身的特性决定的。由于采用了FDM这一工艺，颞骨模型表面有较明显的条纹，且模型内部如乳突气房内易残留支架材料。光固化印刷（stereolithography apparatus，SLA）以液态光敏树脂为打印耗材，紫外光在树脂表面扫描使材料固化，形成一定厚度的薄层，从而从底部逐层生成物体［12］。与Cohen等［18］的颞骨模型类似，Bakhos等［20］采用SLA工艺制造的颞骨模型受打印材料和工艺技术所限，模型鼓室和内耳道内可见树脂条纹，模型的硬度远低于尸体颞骨。喷射固化成型（Polyjet）技术使用喷头将树脂喷射到基底上，利用紫外光将其固化成形，打印过程同时喷射出凝胶类支撑材料，用以支持模型中悬垂和复杂的结构，支撑材料可在打印结束后用水去除。该工艺可同时打印多种材料，通过不同颜色树脂的混合，可打印出上百种色调［22］。Rose等［14，17］将多种热固性聚合物以不同比例混合构成打印材料，来满足不同解剖结构独特的生物力学特性，学员能够轻易区分出模型的骨结构和软组织结构。由于Polyjet打印过程中需要打印支撑，Rose等［14，17］制造的颞骨模型也受到支撑材料残留的困扰，虽然大部分支撑材料能由模型外部和开口处去除，但仍有少部分残留于迷路等结构中。激光选区烧结（selective laser sintering，SLS）可打印多种热塑性材料，如尼龙、聚丙烯酸酯类、聚碳酸酯、聚苯乙烯等。该工艺采用高功率的激光，将粉末热熔、烧结在一起形成模型，无需打印支撑结构［12］。Suzuki等［19，21，23］选用加入了玻璃珠的聚酰胺尼龙粉末为材料，打印出的模型硬度与真实颞骨类似，但相较于真实颞骨产生的骨粉，模型产生的骨粉更为粘稠和易熔。虽然SLS不打印支撑结构，但由于使用的是粉末材料，空腔结构的复制仍旧是一个挑战。Suzuki等［19，21，23］制造的颞骨模型的半规管、乳突窦和乳突气房等空腔间隙内充满了粉末，解剖过程中需使用冲洗吸引器清除，这损害了模型的仿真度和解剖体验。三维印刷（three dimensional printing，3DP）中常用的材料是淀粉基粉末和石膏基粉末，也可以使用陶瓷基粉末或金属基粉末等其他材料直接打印陶瓷或金属等制件。3DP技术基于微喷射原理，使用喷头喷出液态微滴粘结剂，按一定路径选择性地将粉末材料粘结起来，逐层堆积生成模型，打印过程无需制作支撑［24］。制造者可以通过调整粘合剂的种类和浓度改变材料质地，使之与真实骨相似［1，25］，也可以使用不同颜色的粘合剂，打印出红色的颈内动脉、蓝色的乙状窦和绿色的前庭等结构［15，16，26，30］，或者将面神经、颈动脉、乙状窦等结构打印为有着彩色边界的中空管道，打印结束后向管道内填充相应色彩的导线来模拟颞骨内的神经、血管［1，25］。不同于树脂材料，打印结束后制造者可以使用压缩空气，将残留在乳突气房、蜗管等空腔结构内的铸造粉末手动清除［1，15，25，26］。

1.4模型后处理

初学者在模型上学习和练习新技能时，最好选择囊括所有手术相关结构的高仿真度模型［27］。任务之前的练习与任务本身的相似性越大，练习过程越是有效［28］。因此，提高颞骨模型的仿真度、使之能够充分模拟人体颞骨骨结构和软组织的解剖特征是研究者们的目标。为此，很多研究者在模型打印完成后，对模型进行了额外的处理。除了之前提到的使用压缩空气清除残余的铸造粉末外［1，15，25，26］，研究者们还将模型浸入氰基丙烯酸酯系或聚氨酯混合物固化剂中，使模型具有强度和适当的硬度，同时融合层面形成一个完整的结构［1，15，16，25，26］。Hochman等［15］制造了4种使用不同固化剂的模型，让测试人员先后在随机分配的模型和与之匹配的尸体颞骨上进行操作，并对模型的皮质骨硬度、振动性能、手术电钻的跳动、声学性能等进行评价，选出了4种固化剂中的评价最优的固化剂对苯二酚氰基丙烯酸酯（cyanoacrylate with hydroquinone）。由于技术有限，3D打印机无法将鼓膜和硬脑膜等结构打印出来。研究者们为了补全颞骨结构，使用硅片制作鼓膜和硬脑膜［1，25］，或者在鼓室盖上表面涂上一层乳胶来模拟硬脑膜［16］。还有研究者［30］在颞骨模型的颅中窝和乙状窦沟表面分别涂刷粉色和蓝色丙烯颜料，以提高相关结构的辨识度。

2　3D打印颞骨模型的评价方法

专家小组采用一定的测量方法评估，如果某一模型具有原型的外观、声音及感觉，则该模型具有表面效度［16］。3D打印颞骨模型的表面效度可以通过定性评价颞骨模型的解剖准确性和使用手术器械的体验来进行。具体来讲，模型的硬度、深度知觉、解剖结构的完整度和辨识度，以及使用手术器械时的钻磨触感、声学变化、骨粉和冲洗液体混合物的仿真度等都可以是颞骨模型表面效度的评价项目。Mick等［16］邀请了8名分别来自美国、加拿大和新加坡的耳科专家，让他们以解剖尸体颞骨的方式解剖3D打印颞骨模型，并在完成后填写一份选项为里克特5点量表的半结构问卷，以丰富的既往解剖经历作为参照对象，评价该模型解剖结构视觉上的准确性以及使用手术电钻的钻磨触感、听觉反馈、骨粉和冲洗液体混合物的仿真度。评价结果提示，该模型具有良好的解剖准确性，尤其在颞骨的整体形态、乳突气房等外侧结构上评分优异；但半规管、面神经和鼓索神经等较内侧的结构得分较低，管腔内有石膏粉残留。在皮质骨、乳突气房和外耳道后壁等结构上钻磨触感接近真实，而半规管材质过于柔软，钻磨时的声学变化相似性尚可，产生的骨粉较真实的骨粉更为粘稠和易熔。总体说来，专家小组认为该模型具有良好的表面效度。以类似的方式，Da Cruz等［1］评价了所制3D打印颞骨模型的表面效度，9名耳鼻喉科医生填写了里克特选项的半结构问卷，问卷内容包括模型的深度知觉、颜色对比、解剖结构仿真度、钻磨触感、声学变化以及模型能否像尸体颞骨一样满足相关手术练习的需要。评价结果提示，虽然有些许不足之处，例如乙状窦和面神经的颜色过于明亮、硬脑膜则过于黯淡，但模型在深度知觉、解剖结构仿真度和钻磨触感方面堪比尸体颞骨，模型能够提供接近尸体颞骨的手术训练体验，该模型具有良好的表面效度。

同表面效度的认定类似，若一个专家小组采用一定的测量方法，认为该模型有益于耳科的教学和技能培训，则该模型具有内容效度［1］。10名耳鼻喉科住院医生参与了Hochman等［26］的研究试验，以适合各自水平的方式，先后解剖了尸体颞骨和与之匹配的3D打印颞骨模型，完成解剖后填写半结构问卷，问卷选项为里克特7点量表，以尸体颞骨的解剖体验为参考对象，评价3D打印颞骨模型在教学和手术技能训练方面的价值。问卷内容涉及模型能否提升医生的信心和术中表现、是否为有效的训练工具，以及模型在多种手术技能培训上的价值，如完壁式和开放式鼓室成形术伴乳突根治术、后鼓室切开术和迷路切除等。测试人员一致认为，该模型对手术技能的发展、术中信心和表现的提升有着积极影响，应当被纳入训练课程中。Da Cruz等［1］也对所制模型的内容效度进行了评价，评价项目包括模型在解剖教学、手术规划教学、提高眼-手协调性和作为训练用具方面的实用性，以及习得技能能否应用到手术室中、模型是否应当纳入课程等。评价结果显示，该模型能够提高学员的手术技能水平和认知能力，如手术规划能力等，是十分有效的训练用具，该模型具有高等级的内容效度。

表面效度和内容效度都是对测试内容作出的主观判断，需要注意的是，若专家小组成员来自同一机构，训练经历及背景的相似性可能使回答更为一致；若成员数目较少，评价结果也存在潜在偏倚。此外，研究人员也可以通过客观的测量方法来评价模型的解剖准确性。Rose等［17］分别在3D打印颞骨模型、患儿术前CT图像和术中活体颞骨上测量了面神经第二膝水平、乙状窦至外耳道后壁、乙状窦至外耳道前壁的距离，以及骨性外耳道的垂直高度，通过测量解剖标志间的绝对距离和相对距离来评价所制模型的解剖准确性。Cohen等［18］利用千分尺测量模型骨性外耳道的直径，并与原型CT图像的数据作对比，评价模型尺寸的准确性。Bakhos等［20］对尸体颞骨和与之匹配的3D打印颞骨模型行CT扫描，通过测量两者CT图像上主要解剖标志之间的距离和乳突气房的体积来评价模型的解剖准确性。

3　3D打印颞骨模型在耳科领域的应用

目前，3D打印颞骨模型主要应用于耳科的解剖教学、手术技能训练、术前规划和手术模拟。

颞骨解剖是耳科培训的基本要素，传统的二维示教不足以让学员获得对复杂解剖细节的直观了解，3D打印颞骨模型则可以成为颞骨解剖教学的有力工具。Suzuki等［19，21，23］利用3D打印技术制造出了双倍尺寸的颞骨模型和三倍尺寸的内耳模型，内耳模型中骨迷路及其周边的骨性结构和听骨链清晰可见。将等比例放大的模型作为教学用具，结合教学视频，学生能够从手术医生的角度学习手术定位和解剖定位，该模型对于中耳和内耳三维解剖结构的教学是十分有用的工具。此外，3D打印模型还可以作为媒介，将临床中的解剖变异带入临床前的学习中，以提高学员对解剖的理解［13］。

以往耳科医生通过反复解剖人体尸头的颞骨来获取和提高相关的手术技能。但人体尸头来源有限，价格昂贵，造成尸体颞骨解剖训练难以推广。3D打印颞骨模型为耳科手术技能训练提供了有效途径。儿童尸体颞骨的极度匮乏制约了耳科医生技能的发展，Longfield等［3］以6月女性儿童的活体颞骨为原型，制造的3D打印颞骨模型提供了一种可行且成本低廉的小儿耳科技能训练方案。临床医生能够在Hochman等［26］制造的3D打印颞骨模型上练习乳突切除术、后鼓室切开术及颅底进路手术，该模型模拟面神经的导线表里双色，若面神经受损操作者即知晓。Roosli等［25］的颞骨模型再现了耳蜗管腔结构和延展的颞骨鳞部，这是练习人工耳蜗植入术必不可少的解剖细节，专家小组认为该模型在人工耳蜗植入手术技能训练方面的效用堪比尸体颞骨。Bakhos等［20］制造的模型可用于中耳假体植入术的训练。Da Cruz等［1］的研究结果显示，无论是乳突切除术、后鼓室切开术等颞骨外侧部的手术，还是深部结构相关的手术，如圆窗手术、迷路切除等，学员均能在模型上进行所有手术相关的解剖练习，该模型能够提供令人满意的训练体验。Mick等［16］制造的颞骨模型是有效的耳科技能训练用具，尤其是年资较低的住院医生能从中获益良多。Rose等［14］对正常尸体颞骨分别行普通薄层CT扫描和显微CT扫描，利用3D打印技术制成了颞骨模型A和模型B，专家小组评价两者均可用于医学教育和耳外科手术技能培训。

3D打印颞骨模型还可在临床上用于术前规划和手术模拟。通过术前在模型上的操作训练，手术医生可以预判术中可能发生的问题，从而规避潜在风险，提高手术质量和患者安全性。Suzuki等［23］在先天性外耳道闭锁患儿行外耳道和听骨链重建术前，利用患儿的颞骨CT扫描数据，制作了相应的3D打印颞骨模型。模型再现了患儿发育不良的中耳裂、前置的面神经垂直段和异位的卵圆窗，前置的卵圆窗几乎隐藏在下颌关节间隙后。模型提示了手术的高风险，为医生做出临床决定提供了参考依据。由于卵圆窗和面神经的高度异位，该患儿手术最终取消。以相同的方式，Suzuki等［29］在先天性外耳道闭锁的21岁女性患者手术前制造了两个3D打印颞骨模型。手术医生解剖一个模型来定位面神经和内耳结构，然后在另一个模型上模拟手术，调整手术步骤和细节，以缩短手术时间，达到最佳的手术效果。Rose等［17］在1例解剖复杂的开放式鼓室成形术伴乳突根治术前，利用3D打印技术复制出患儿颞骨，手术医生通过在颞骨模型上模拟手术，增加了对患儿异常的、有既往手术史的颞骨解剖的理解，从而降低手术潜在风险，提高患儿安全性。杨静雅等［30］在术前制备了2例慢性中耳炎患者相应的颞骨模型并在模型上模拟手术，其中1例中耳炎颞骨模型可见听骨链完整，胆脂瘤紧贴硬脑膜，提示手术过程中在清除病变组织时应当注意避免硬脑膜受损；另1例颞骨模型可见听骨链完整，病变范围局限，提示手术风险较低。

4　3D打印颞骨模型的局限性

由于材料和技术的制约，3D打印颞骨模型常常不能准确复制出原型颞骨的骨质密度和精细结构。常见问题有模型质地偏软，硬度低于尸体颞骨［3，16，18，20］；听小骨形成不全或互相融合固定［1，18，25］；精细结构如镫骨、鼓索等难以复制或不可辨认［1，18，23，25］；模型内部材料残留，难以形成空腔结构［14，16，17，18，20，23］。关于具有表面效度和内容效度的3D打印颞骨模型能否替代训练课程中的尸体颞骨，即使是对模型有着高接受度的医生对此也持模棱两可或并不认同的态度［1，3，15，25，26］。除去模型本身的瑕疵外，可能与长久以来尸体颞骨被既定为耳科技能训练的“金标准”的观念有关。正如之前所提到的，制备出与尸体颞骨相似或能模拟真实手术体验的3D打印颞骨模型涉及到模型制造各个环节的处理和细化，模型最终的精度和质地至关重要。若仅用于耳科的解剖教学，对模型的硬度、钻磨触感等要求不高，利用精度较高的影像学数据制备的大部分模型均能满足教学需求。而在手术技能训练、手术模拟的应用上，3D打印颞骨模型的实用性很大程度上取决于模型的解剖精度和质地触感。除了获取精度足够的影像学数据并进行恰当的图像后处理外，3D打印过程中可通过调整设置3D打印机参数、换用较小的喷头等方法提高模型结构精细度。应当选用或研发适用于3D打印骨性结构的材料，使模型质地与真实骨骼相近，以提供良好的钻磨触感。材料熔点不宜过低，以免钻磨时模型有融化趋势。由于现有的3D打印原材料并无类骨性质，与材料领域的专业人员进行跨学科合作、研发出能准确复制颞骨骨骼特性的材料是提高3D打印颞骨模型实用性、使其真正走入临床的解决方法。3D打印颞骨模型术前规划和手术模拟的临床应用受限于模型的制造时间和成本。随着3D打印机和制作材料成本的下降，以及技术的发展和生产工艺的改进，3D打印颞骨模型在临床上的应用前景将会更加广阔。

5　3D打印技术在耳科领域的应用展望

目前，3D打印技术已经在医学领域取得了长足进步，除了打印模型用于解剖教学、手术技能训练、术前规划和手术模拟外，3D打印技术在直接打印个体化植入物、打印术中导引装置、构建骨骼和血管等方面也初见成效。利用3D打印技术，将生物相容性细胞、支架材料、生长因子等在计算机指令下逐层打印，形成有生理功能的可植入物，以修复或替代人体受损组织，在生物医学领域有着广泛的用途和巨大的发展空间［31］。可以预见，随着3D打印技术的发展、新型材料的问世和生产工艺的改进，3D打印技术将在耳科领域有着更为广阔的应用前景。

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·综述·

Manufacture of 3D Printed Temporal Bone Models and Prospect of Its Application in Otology

HU Lanye1，2，3，4，JIA Huan2，3，4，YANG Jun2，3，4
1 Shanghai Jiao Tong University School of Medicine（Shanghai 200025）2 Department of Otorhinolaryngology-Head & Neck Surgery，Xinhua Hospital，Shanghai Jiao Tong University School of Medicine（Shanghai 200092）3 Shanghai Key Laboratory of Translational Medicine on Ear and Nose diseases（Shanghai 200092）4 Shanghai Jiao Tong University School of Medicine Ear Institute（Shanghai 200092）Corresponding author：YANG JunEmail：otology-xinhua@hotmail.com

【Abstract】The temporal bone is one of the most complex human bony structures in which crucial nerves and blood vessels are closely related with auditory and vestibular organs.Otology and neurotology surgeries demand a comprehensive understanding of temporal bone anatomy as well as rich experience and surgical skills to avoid damage to delicate structures such as the facial nerve，inner ear，internal carotid artery and auditory nerve.Ear surgeons have always been improving their surgical skills via repeated dissection of human cadaveric temporal bones.However，this surgical training is being challenged by increasing cost and limited sources of human cadaveric materials.With the development of 3D printing technology，researchers around the world have produced 3D printed temporal bone models for otological teaching and surgical training.This review focuses on the manufacture of 3D printed temporal bone models，and its evaluation and recent application in otology.

【Keywords】Temporal Bone；3D Printing；Model Manufacture；Otology

【中图分类号】R764

【文献标识码】A

【文章编号】1672-2922（2016）03-420-7

DOI：10.3969 / j.issn.1672-2922.2016.03.022

基金项目：上海市科学技术委员会科研计划项目（16XD1402200），新华医院科研基金项目（15YG02）

作者简介：胡澜也，研究生，研究方向：耳科学

通讯作者：杨军，Email：otology-xinhua@hotmail.com

收稿日期：（2016-01-12审核人：戴朴）