浅析3d打印在骨关节的应用状况

宋家祥 申茂明 王大志

【摘要】 3D打印技术是一种快速形成的技术，它是以数字模型为基础，将粉末状金属或者塑料等等可粘合的材料，通过堆垒的方式方式来构造物体，是近年来发展速度较快的一种新兴技术，随着这一技术发展的不断成熟，人们尝试将这一技术运用于骨科临床[1-3]。本文就3D打印技术在骨科临床中的应用状况进行综述，依次介绍3D打印技术在骨科关节中的应用、在骨科关节领域中的发展、以及在骨科领域关节应用中所面临的挑战。最后，通过对这一技术的发展现状综述后，预测这一技术在骨科临床未来的发展方向。

【关键词】 3d打印；骨科；临床应用

【中图分类号】R821.1+3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2019）05-240-01

引言

3D打印技术最早出现于20世纪90年代中期，1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机；2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织；2015年9月11日，3D打印技术在医学界再次获得重大突破，西班牙成功施行首例3D打印钛合金胸肋骨植入手术；在我国，西安第四军医大学西京医院应用3D打印技术帮助一位头盖骨严重受损的患者成功的恢复了外观。3D打印技术在不断的发展，不仅在工业方面有涉及，在不断的发展过程中还逐渐运用于医学，且在不断的尝试与发展中，逐渐运用于临床[2-4]。相信3D打印技术在医疗中的应用会逐渐成熟，对医疗技术的发展有良好的促进作用。

1 3D打印技术在骨科关节中的应用

3D打印技术在骨科关节中主要应用于三方面，一、骨科关节解剖教育，二、骨科关节医生和患者及家属的术前沟通，三、在骨科关节的临床治疗方案制定中。在骨科关节解剖学教育中，由于种种原因，在实际的骨科关节教学中，并没与很多尸体用于骨科解剖教学，但没有良好的解剖教学，学生对实际临床的状况就不能有明确的了解，这会直接影响医疗的进一步发展。而3D打印技术可以给骨科解剖教学“打印一具尸体”，让学生能够顺利的接受骨科关节解剖教学，让学生能够更好的了解临床骨科关节的发展现状，也有助于学生进一步促进骨科关节的临床技术发展[5]。在与患者及家属在骨科关节手术中的沟通带来了便捷，3D打印技術可以有效的为患者选择适合自己的假肢，这有效的提升了建立良好医患关系的效率，应加快速度将这一技术应用于临床骨科。在骨科关节的治疗方案制定中3D打印技术提供了一定的保障，消除了很多不确定因素，大大地降低了骨科临床治疗方案的制作难度[6]。

2 3D打印技术在骨科关节领域中的发展

3D打印技术在骨科关节领域有良好的发展前景，主要体现在关节置换、软骨修复两方面。3D打印技术在关节置换中可以为手术提供更加符合患者的关节，降低关节置换手术的难度，还提升可置换关节与患者自身的吻合度，可以有效的提升置换关节的使用效率，还能降低关节置换并发症的发生。在软骨修复方面，可以在手术中将正常软骨组织的相关数据输入，就可培养手术所需软骨组织，让手术能够更加顺利的进行修复，相较于传统的人工修复，3D打印技术更加精确，修复组织与患者自身组织也更容易吻合，让患者能够更加顺利的康复[7]。

3 3D打印技术在骨科领域关节应用中所面临的挑战

3D打印技术作为一种新兴的技术，在医学领域的应用并不成熟，但其在骨科临床有明显的优势。目前这一技术在骨科临床中所面临的问题比较多，一、“打印材料”比较欠缺，人体组织种类比较复杂，而每一种组织均需要材料的寻找和不断的培养，直到找到与人体相近的“材料”，而在临床患者之间组织的差异比较大，这还需要进一步的完善，这样，增加了这一治疗技术在临床骨科中应用的难度。二、3D打印技术打印机有自身的局限性，因其运用于医疗，因此最基本的需求是无菌操作，而3D打印机器比较庞大，要做到无菌操作均有一定的难度，这让3D打印技术在骨科中的实用性大大降低。除此之外，从道德伦理方面讲，目前这一技术还不能被广泛接受[8]。

从此次综述中来看，3D打印技术从理论方面讲，可以运用于骨科，且在近十年3D打印技术在骨科应用方面发展状况比较好，其中很多人体组织相关专家已经“找到打印材料”，但其在人体中的发育以及功能发挥状况两方面是目前比较欠缺的部分，但相关专家以及研究人员已经在尝试培养其在人体内的生长发育，且有初步成效，在功能形成方面也在进行有条不紊的研究与发展[9]。相信在相关专家以及研究人员的不断努力下，3D打印技术能够一步一步克服在骨科临床中应用的困难，让3D打印技术在骨科临床中的能够得到广泛和成熟的运用，促进医疗技术的不断发展。

参考文献：

[1] 林林，陈莉智，黄文华，等.3D打印技术在骨科关节中的应用进展[J].中国医学物理学杂志，2019，36（01）：121-124.

[2] 王新宏，赵加力，潘伟，等.改良型PBL教学结合3D打印技术在骨科临床见习的应用[J].中国高等医学教育，2018，14（10）：84-85.

[3] 赵敏超，黄燕，袁伟健，等.3D打印金属内植物在骨科的应用特点[J].中国组织工程研究，2018，22（31）：5027-5033.

[4] 石守印，蔡昱.浅谈3D打印技术在骨科中的临床应用[J].世界最新医学信息文摘，2018，18（53）：113-114.

[5] 钟山，卢庆勇，陈静洪.3D打印技术在骨科领域的应用研究进展[J].梧州学院学报，2018，28（03）：1-7+9.

[6] 刘泽， 赵建勇. 3D打印技术在骨科临床应用中的研究现状[J]. 河北医药， 2017， 39（2）：288-293.

[7] 纪颖， 马晨光， 方秉华，等. 3D打印技术在骨科临床应用中的感知研究[J]. 中国医院管理， 2017， 37（5）：39-41.

[8] 温阳阳， 李文龙， 范亚楠，等. 骨科3D打印技术的应用研究与前景展望[J]. 中国医药导报， 2017， 14（6）：41-44.

[9] 邹运， 韩青， 徐晓麟，等. 骨科和口腔颌面外科3D打印模型的精度验证和可靠性分析[J]. 吉林大学学报（医学版）， 2017， 43（5）：996-1001.