3D打印颌骨技术在口腔颌面外科临床教学中的应用效果评价

李学盛 张明

[摘要]目的：探讨3D打印颌骨技术在口腔颌面外科临床教学中的应用。方法：对2013年-2017年在解放军总医院口腔颌面外科轮转的40名住院规陪医师，随机分为两组，个体化3D打印技术教学方法（3D组）采用3D打印技术制作颌骨模型进行教学，传统教学方法（传统组）采用传统教学方法，完成临床带教任务后，采用同一标准对所有住院规陪医师进行客观考核和主观评估，采用SPSS 20.0统计学分析软件对数据进行分析，以评估教学效果。结果：两组住院规陪医师在传统考试（理论）方法比较中，3D组更有优势，差异有统计学意义（P<0.05）;在教学效果评价方面，相对于传统组，3D组的住院规陪医师更认同3D打印模型的教学模式，可显著提高教学内容和学习能力，两两比较差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：3D打印颌骨技术用于口腔颌面外科临床教学中效果显著，有利于口腔颌面外科住院规陪医师的培养，具有良好的应用前景。

[关键词]3D打印技术;口腔颌面外科;医学教育;规范化培训;临床教学

[中图分类号]G424    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2020）03-0143-03

Abstract： Objective  To evaluate the application of 3D printing jaw bone technology in oral and maxillofacial surgery clinical teaching. Methods  From 2013 to 2017， forty residents were randomly divided into two groups. The 3D group used 3D printing technology to make jaw model for teaching， while the traditional group used traditional teaching methods. After completing the task of clinical teaching， objective assessment and subjective assessment were carried out for all residents with the same standard. SPSS 20.0 statistical analysis software was used to analyze the data to evaluate the teaching effect.  Results  In the comparison of traditional examination （Theory） methods， 3D group has more advantages， and the difference was statistically significant（P<0.05）. In terms of teaching effect evaluation， compared with the traditional group， the residents in 3D group agree with the teaching mode of 3D printing model， which can significantly improve the teaching content and learning ability. there was a significant difference between the two groups（P<0.05）.  Conclusion  3D printing technology was conductive to oral and maxillofacial surgery clinical teaching， and had a good application prospect.

Key words： 3D printing technique; maxillofacial surgery; medical education; standardized training; clinical teaching

3D打印技術于20世纪80年代诞生于美国，目前在市场上应用领域非常广泛，尤其是在建筑业、国防、工业、医学等领域发展最快[1-2]。在口腔颌面外科，常根据不同患者的CT、MRI等基础成像数据，打印出个体化的替代材料，以满足患者的特殊需求假体。在临床上，与传统标准化的植入物相比，个体化3D植入物与个体匹配度更高;在教学上，个体化3D打印技术的模型形象逼真、立体化结构，使得学生更容易掌握疾病的解剖特点及加深对疾病的序贯诊治过程。笔者科室将3D打印颌骨技术于2013年-2017年应用于口腔颌面外科部分疾病的个体化临床教学中，效果颇佳，现具体报道如下。

1  资料和方法

1.1 研究对象与分组：选取2013年9月-2017年9月在解放军总医院口腔颌面外科轮转的口腔专业住院规陪医师40名，将其随机分为两组，传统教学方法（传统组）与个体化3D打印技术教学方法（3D组）。

1.2 教学设计与方法

1.2.1 传统教学方法（传统组）：采集病史和体格检查—病历书写—上级医师审阅和修改—补充完善病历—术前讨论—手术—术后及出院总结。

1.2.2 个体化3D打印技术教学方法（3D组）：采集病史和体格检查—病历书写—上级医师审阅和修改—补充完善病历—术前讨论+个体化3D打印颌骨模型教学—手术—术后及出院总结。模型见图1～2所示。

1.3 教学效果评估

1.3.1 采用传统考试方法（笔试）对住院规陪医师进行考试，满分为100分。

1.3.2 采用不记名问卷调查，了解两种教学方法是否对住院规陪医师教学内容中的基础知识、解剖结构掌握情况、疾病临床分析、影像知识、临床思维、医患疾病沟通等方面有效，按特别有效、基本有效、无效3种标准，根据住院规培医师个人意愿，选择其一进行评价。

1.4 统计学分析：采用SPSS 20.0软件对结果进行统计分析，计数资料以频数和百分比[n（%）]表示，等级资料比较采用秩和检验，采用两独立样本的非参数检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1 两组笔试成绩比较：两组住院规陪医师的考试成绩均能达到培养要求，但3D组成绩更为优异，经秩和检验，u=2.574，P=0.010，见表1。

2.2 两组问卷调查结果比较：发放的40份问卷资料全部回收，回收率100%，有效率100%。评价等级按特别有效，基本有效和无效进行。结果显示，相对于传统组，3D组的住院规陪医师更认同3D打印模型的教学模式，可显著提高相关教学内容和学习能力，两两比较差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

3  讨论

我国古代道家学派著作《老子》注：“授人以鱼不如授人以渔”，说的是传授给人知识，不如传授给人获取知识的方法。同理，在临床上，如何做到激励医学生学习兴趣，启发学生的自主学习能力，达到“授人以渔”的目的，是每个临床带教老师的最终目标。

3D打印机近年来在医学领域上获得迅速发展，如：口腔颌面外科、神经外科和骨科等，临床上3D打印髋关节、胸肋骨、头颅、牙齿、肾脏生物模型等应有尽有[3]。3D打印生物模型，不仅在宏观上极尽描摹，精准匹配，在微观上也是形态尽致，有助于感观上的亲切体验，对疾病的解剖结构、病变部位等更是全方位的，因此如将3D打印技术用于医学临床教学中，是否也拥有其他教学手段不可比拟的优越性？

其实3D打印技术早已被广泛应用于口腔临床诊治中，如3D打印烤瓷牙内冠、活动义齿支架、个性化正畸托槽、颌面部缺损赝复体、颌面部肿瘤切除导板、种植牙导板等[4-6]。在临床教学上，2018年黄立等研究3D打印的数字化病例数据库在口腔颌面外科骨性疾病教学中的应用，结果发现使用3D打印模型建立临床病例教学数据库，可以帮助学生扎实地掌握学习内容，培养临床思维和实践操作能力，激发学生的学习热情和自信[7]。2019年胡杉杉等将3D打印技术用于口腔修复学实验教学，通过3D打印口腔修复金属底冠、桩核、可摘局部义齿支架、种植导板四个教学模块进行实验教学，最后结果表明，将3D打印技术运用于口腔修复教学，学生在学习兴趣、对数字化修复的理解程度、运用数字化设计软件的能力、对修复体设计软件的掌握程度等方面均有显著提高[8]。在本次研究中，40名住院规陪住院医师随机分到3D组和传统教学组，通过相应教学法指导后，3D组的住院医师无论是对理论的学习效果，还是临床技能、学习的积极性、教学的参与度等都显著优于对照组;3D组的住院医师普遍认为，与传统教学组相比，3D打印教学技术能实现从二维到三维、平面到立体、虚拟到现实的转变，既能客观地学习复杂的口腔颌面外科的正常生理解剖和病理知识，又能激发住院医师的学习热情。

口腔颌面外科是以骨骼肌肉系统性疾病诊治为基础的一门学科，颌面骨骼诸多，形状不规则，骨联接多等解剖结构不容易被理解掌握[9]，因此住院医师学习效率不高，知识点遗忘较快，临床教学往往达不到“授人以渔”的效果。在本研究中，将患者的二维影像学数据通过3D打印出个性化精准、逼真颌骨关系模型，可直接了解病变的形态、位置和毗邻关系，利用这些模型住院医师和带教老师一起进行预手术计划等一系列手术演练，比如颌骨肿瘤切除位置、重建钛板的预弯、钛钉的植入，或者是植骨部位的预选与预处理等，然后制定出详尽及个体化的手术方案，精准地直击了解病变结构及手术的具体操作，这样不仅有助于使手术步骤明了，更能提高诊断治疗准确性与科学性，使住院医师充分认识到颌骨的修复与重建，将“被动灌输学习”变为“主动学习”，提高学习积极性，达到教学效果[10-11]。

因此，总结3D打印颌骨技术应用于口腔颌面外科临床教学中具有以下特点：①3D打印技术能打印1：1比例頜骨，使住院医师对个体病例有直观了解，提高学习的积极性和效率;②3D打印技术呈现具体病变部位三维空间结构，能加强住院医师对疾病的诊疗技术;③通过3D打印颌骨，能模拟个体颞下颌关节等结构，有助于住院医师将复杂的解剖结构化繁为简进行学习;④经3D打印，激发住院医师参与术前手术预设计，做到术前术中术后的充分掌握。

目前3D打印技术在口腔颌面外科教学领域的应用还处于初期阶段，还存在一些不足之处，比如：需要投入专业的设备和人才、打印模型无法真实模拟个体化颞下颌关节的运动轨迹[12-13]，另外大多数带教老师只是用于打印硬组织个体化的病理性和生理性模型，还无法真正意义实现毗邻软组织，如血管、神经、淋巴等软组织的打印。但近年学者Ueda、Ng等通过研究认为，未来可实现对部分软组织，如皮肤及皮下组织进行3D生物学打印[14-15]，因此希望在不久的将来，可实现3D打印人体任何软硬组织器官个体化模型，方便教书育人。当然，由于实验对象是住院规培医师，学生们各自掌握的专业知识量存在着不一致性，因此本实验在设计及开展之前无法实现所有样本的均衡性，这也是本实验的局限不足之处。

综上所述，3D打印颌骨技术在口腔颌面外科临床精准教学中效果优异，教学手段方便快捷，能激发学生学习热情和自信心，值得口腔科带教老师使用并建议推广。

（作者贡献声明：李学盛：教学设计、主要实施和论文撰写;张明：教学设计和指导。）

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[收稿日期]2019-07-31

本文引用格式：李學盛，张明.3D打印颌骨技术在口腔颌面外科临床教学中的应用效果评价[J].中国美容医学，2020，29（3）：143-145.