3D打印在医学上的现状与发展前景

马丹英++李青++黄俊++何拥祥++张倩

摘 要：随着社会的发展，人们对医疗技术的要求越来越高。3D打印作为一项前沿制造技术，已经运用到了各个领域。在医学方面，3D打印义肢、器官模型等技术也日益成熟。该技术的产生与发展促使医学领域正向微创化、精准化方向发展，也使得手术安全得到了更好的保障。

关键词：3D打印；微创；医疗

中图分类号：R319 文献标识码：A

一、3D打印技术概念

3D打印技术是第三次工业革命的代表技术之一，它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黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。打印机内装有液体或粉末等材料，根据制作模型，把“打印材料”一层层叠加起来，最终把平面上的模型变成三维实物。[1]在医学领域，3D打印技术能够根据CT扫描仪对人体扫描出的数据，打印出人体解剖结构和器官模型，使医生在真正手术前对手术进行模拟，以便于提高手术的安全性和精确度。

二、3D打印的材料

常用的3D打印材料有金属、无机非金属和聚合物材料三类，其中用量最大、应用最广、成型方式最多的是聚合物材料。3D打印技术吸引了各界科学家的青睐，3D打印所用的新材料也成为现阶段的研究热点。[2]

三、3D打印在医学上的应用

1.3D打印肿瘤模型

颈椎肿瘤：上颈椎的肿瘤是外科手术中难度最大的手术之一，传统手术主要依据患者的CT和磁共振图像确定手术范围，但二者具有平面化的局限性，因此需要医生具有立体空间想象力。3D打印的肿瘤模型则给了医生充分的病灶结构信息，对优化手术设计、指引手术切除有很大帮助。

肱骨近端肿瘤：肱骨近端肿瘤三维模型能真实反映肿瘤的实际体积，能对模型进行全方位的观察，3D打印模型辅助远端肿瘤切除以及肩关节置换手术，可减少术中出血，保障手术安全。

2.3D打印导板

腰椎皮质骨螺钉导板：通过3D打印技术设计出个体化进针点及最佳安全钉道轨迹，辅助螺钉置入更加准确，同时缩短手术时间，减少术中X线暴露次数。

3.3D打印骨折模型

Pilon骨折模型：显示胫骨前内侧和后外侧关节面骨折情况，骨折的形态、骨折块的数量以及移位程度，在评价骨折的移位程度、术前制定的治疗方案以及指导手术治疗方面，该模型较CT有明显的优势。

胫骨远端骨折：3D模型不仅帮助手术医生在术前对患者所受暴力作用机制、骨折类型、损伤严重程度等有充分了解，还可对实际手术进行模拟演练，继而术中对骨折碎片迅速定位，复位更加精确，手术时间缩短，术中操作简便，患者出血更少，痛苦更小，手术效果更佳；术后患者肢体功能恢复较快，从而减少住院时间，节约费用。

4.3D打印导向器

寰枢椎导向器：3D模型寰枢椎导向器不仅能帮助手术医生模拟演练，而且能在术中迅速定位，使螺钉置入更加精确，手术时间缩短，术中操作简便，患者出血更少，痛苦更小，手术效果更佳；术后患者肢体功能恢复较快，从而减少住院时间，节约费用。

5.3D打印人体器官模型

肾脏模型：肾结石三维模型显示肾脏轮廓清晰，能真实反映肾脏的实际体积，具有肾脏的解剖标志，直观显示结石的形态、数目及集合系统扩张程度，能对模型进行全方位的观察，更利于手术的进行。

四、3D打印技术在医学上的发展前景

随着3D打印技术的日渐成熟，其在医学领域的应用所占的比例也会越来越高。目前，医疗上的活体器官短缺，因而远远不能满足移植需求。据统计，每年需要接受器官移植的患者以15%的速度在增长，许多患者由于等不到合适的器官而永远地离开了；而且，即使有捐赠者，受移植的患者也有可能因为移植器官产生的排异反应而死亡。因此，如果能够利用3D打印技术打印出人体的活体器官，将会使更多患者获得重生。3D打印技术的发展能为医学领域拓宽的空间，对医学的发展进步有非常重要的意义。

参考文献：

[1]李永欣，黄文华.3D打印技术在人体器官方面的应用研究及展望[J]. 医学研究杂志，2015，（2）.

[2]张海荣，鱼 泳.3D打印技术在医学领域的应用[J].医疗卫生装备，2015，（3）.