韓國(guó)嵩，馬廣文，黃　斐，吳云峰，廖法學(xué)，尹宗生

(安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院骨科，安徽 合肥　230022)

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3D打印技術(shù)在骨科中的研究進(jìn)展

韓國(guó)嵩，馬廣文，黃斐，吳云峰，廖法學(xué)，尹宗生

(安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院骨科，安徽 合肥230022)

摘要：3D打印技術(shù)是一種進(jìn)行實(shí)物模型快速制作的新興技術(shù)，是一種基于數(shù)字模型數(shù)據(jù)，運(yùn)用黏合材料逐層打印的方法制造出實(shí)物模型的技術(shù)，越來(lái)越為人們所關(guān)注，同時(shí)受到廣泛醫(yī)學(xué)學(xué)者的青睞，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)中主要應(yīng)用于脊柱外科、關(guān)節(jié)外科、口腔外科和整形外科等領(lǐng)域。該文綜述了骨科臨床中常用的3D打印技術(shù)應(yīng)用原理，及其在骨科的手術(shù)輔助技術(shù)、骨科材料的制作、具有生物活性的骨組織代替模型等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展，分析了其優(yōu)點(diǎn)和不足，并對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：3D打??；骨科；實(shí)物模型；個(gè)體化模板

在骨科臨床實(shí)際工作中，以往只能通過(guò)X線攝片、CT及MRI等圖像資料對(duì)骨科手術(shù)進(jìn)行術(shù)前設(shè)計(jì)和術(shù)前分析，而且這些圖像資料在反映病變位置、嚴(yán)重程度和解剖學(xué)畸形方面缺乏精確性和直觀性，因此骨科手術(shù)的成功完成需依靠手術(shù)醫(yī)生的豐富臨床經(jīng)驗(yàn)和術(shù)中探查病變情況，術(shù)中對(duì)病變部位的判斷不準(zhǔn)確可能直接影響手術(shù)的安全性和手術(shù)治療的效果。3D打印技術(shù)，是一種基于數(shù)字模型數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和重建，將三維設(shè)計(jì)結(jié)果輸入3D打印機(jī)，運(yùn)用粘合材料逐層打印出每個(gè)層面從而得到想要的實(shí)物模型的技術(shù)。作為一種新型的快速成型技術(shù)，越來(lái)越多的人們開始關(guān)注，同時(shí)也受到了廣大醫(yī)學(xué)學(xué)者的關(guān)注。近年來(lái)，3D打印技術(shù)成功制作出了骨科實(shí)物模型和反向模板，是進(jìn)行術(shù)前模擬和手術(shù)方案設(shè)計(jì)及術(shù)中輔助手術(shù)操作方面等的有效工具，已經(jīng)在尸體標(biāo)本和臨床實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用取得了滿意的效果。本文通過(guò)復(fù)習(xí)國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)這方面研究進(jìn)行作一綜述。

13D打印骨科模型的設(shè)計(jì)與制作

1.1逆向工程技術(shù)(reverse engineering,RE)3D打印模型的制作主要通過(guò)逆向工程原理(RE)和快速成型技術(shù)(rapid prototyping,RP)而實(shí)現(xiàn)的。RE是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer aided design, CAD)中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的領(lǐng)域，其原理是利用各種數(shù)字化設(shè)備對(duì)現(xiàn)有實(shí)物進(jìn)行掃描和測(cè)量，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)處理得到的實(shí)物的數(shù)據(jù)，并結(jié)合3D打印技術(shù)三維立體的模型的過(guò)程[1]。目前，在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域使用最廣泛的逆向工程技術(shù)有比利時(shí)Materialise公司的Mimics軟件和美國(guó)EDS公司的UG Imageware軟件。Mimics軟件是基于醫(yī)學(xué)CT、MRI圖像三維重建軟件，軟件可顯示和分割CT等醫(yī)學(xué)圖像，并具有良好的圖像編輯功能。UG Imageware軟件是著名的CAD軟件，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和編輯功能[2]。

1.23D打印技術(shù)(three dimension printing)3D打印技術(shù)，又稱快速成型技術(shù)(rapid prototyping, RP)，是將虛擬的CAD模型快速的轉(zhuǎn)化為具有一定功能的實(shí)物模型，目前在航空航天、汽車工業(yè)和模具制作等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。RP技術(shù)依據(jù)成型方法可分為兩類：基于激光或其他光源的成型技術(shù)，其主要為光固化成型(stereo lithography apparatus,SLA)，另一種為基于噴射的成型技術(shù)，其主要為熔融沉積成型(fused deposition modeling, FDM )[2]。由于RP技術(shù)制作出的實(shí)物模型與實(shí)物大小、結(jié)構(gòu)完全一致性，對(duì)術(shù)前模擬和手術(shù)方案的設(shè)計(jì)具有重要參考價(jià)值。近年來(lái)，RP技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開始逐漸被重視和推廣，主要在脊柱外科、關(guān)節(jié)外科、口腔外科和整形外科等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，可為臨床手術(shù)設(shè)計(jì)提供有效的解決方法[3]。

1.33D打印模型的制作工程制作程序：(1)對(duì)需要建模部位進(jìn)行CT掃描，并將所得CT數(shù)據(jù)以DICOM格式保存后，導(dǎo)入Mimics軟件，進(jìn)行三維重建，以STL格式導(dǎo)出；(2)設(shè)定Mimics軟件的閾值，使低密度的肌肉和軟組織從高密度的骨組織中分離出來(lái)，稱為“閾值分割”后，利用“蒙板設(shè)計(jì)”去除內(nèi)部空腔；對(duì)于需要制作反向模板的部位，在Mimics中設(shè)計(jì)與其相貼合的反向模板。在輔助椎弓根螺釘置入時(shí)，需在軟件中設(shè)計(jì)最佳進(jìn)釘通道，并制作定位導(dǎo)向孔，將定位導(dǎo)向孔制作成空心圓柱體，將反向模板與最佳進(jìn)釘通道融合為一體，形成帶有雙側(cè)定位孔的個(gè)體化導(dǎo)航模板；(3)將上述做好的數(shù)字化的導(dǎo)航模板STL格式文件輸入快速成型機(jī)SPS350B，使用高分子光敏樹脂材料(DSM公司，美國(guó))，利用光固化成型技術(shù)(SLA)或熔融沉積成型技術(shù)(FDM )將數(shù)字化個(gè)體導(dǎo)航模板制作出來(lái)，從而形成實(shí)物。

2 3D打印模型在骨科中的應(yīng)用

2.1在脊柱畸形中的應(yīng)用3D打印技術(shù)制作出的脊柱模型可準(zhǔn)確清晰的顯示畸形脊柱形態(tài)，能夠發(fā)現(xiàn)X線片、CT及MRI等普通影像學(xué)資料無(wú)法顯示的隱匿信息，從而幫助手術(shù)醫(yī)生更加全面清楚地認(rèn)識(shí)畸形脊柱的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可以通過(guò)脊柱模型進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)等操作。近年來(lái)，有關(guān)3D打印技術(shù)在脊柱畸形手術(shù)中的應(yīng)用越來(lái)越多見。Mao等[4]報(bào)道在治療16例中度脊柱側(cè)突患者應(yīng)用快速成型技術(shù)，術(shù)后側(cè)突角由118°減少至42°，術(shù)后療效滿意。Wu等[5]通過(guò)兩種方法治療62例先天性脊柱側(cè)突患者，其中34例應(yīng)用快速成型技術(shù)，螺釘?shù)闹踩霚?zhǔn)確率為91.6%；而另外28例通過(guò)傳統(tǒng)手術(shù)，螺釘?shù)闹踩霚?zhǔn)確率為82%，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。惠華等[6]報(bào)道，19例脊柱畸形患者，通過(guò)術(shù)前CT診斷發(fā)現(xiàn)2例漏診，而采用快速成型技術(shù)對(duì)脊柱畸形患者脊柱觀察全方面，多方位，漏診較少。桑宏勛等[7]研究也得出了相似的結(jié)論。以上實(shí)驗(yàn)研究顯示，3D打印模型對(duì)脊柱畸形患者指導(dǎo)手術(shù)治療具有重要的臨床意義。

2.2輔助椎弓根螺釘?shù)闹萌胱倒葆斨萌胧桥R床脊柱外科手術(shù)中最常用內(nèi)固定方法，椎弓根與脊髓和神經(jīng)位置毗鄰，置釘要求準(zhǔn)確性高，螺釘位置不當(dāng)可導(dǎo)致內(nèi)固定系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，造成脊髓或神經(jīng)損傷等并發(fā)癥。椎弓根螺釘?shù)乃蓜?dòng)、拔出是脊柱后路固定術(shù)常見的并發(fā)癥，因此如何準(zhǔn)確安全置釘是臨床醫(yī)生需解決的重要難題[8]。近年來(lái)，3D打印技術(shù)制作出的導(dǎo)航模板，在輔助椎弓根螺釘置入過(guò)程中取得了實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展，獲得了滿意的效果。Lu等[9-10]對(duì)頸椎尸體標(biāo)本進(jìn)行CT掃描，將文件以DICOM格式保存，導(dǎo)入Mimics軟件進(jìn)行三維重建，并進(jìn)行虛擬進(jìn)釘操作，設(shè)計(jì)出與椎板后部和棘突根部相貼合的反向模板，最后利用3D打印機(jī)制作出導(dǎo)航實(shí)物模板，在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了個(gè)體化導(dǎo)航模板輔助頸椎椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確性。Ma等[11]選擇12具尸體標(biāo)本，隨機(jī)分為徒手組和導(dǎo)航模板組，徒手組憑醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)徒手置入螺釘，導(dǎo)航模板組使用個(gè)體化胸椎導(dǎo)航模板，輔助椎弓根螺釘?shù)闹萌耄容^兩組置釘準(zhǔn)確性和意外發(fā)生率，結(jié)果示使用導(dǎo)航模板組有更高的準(zhǔn)確性和更低的意外發(fā)生率。陳宣煌等[12]對(duì)60例患者共制作253個(gè)導(dǎo)航模塊，并利用導(dǎo)航模板輔助置入椎弓根螺釘，結(jié)果示所有螺釘均在椎弓根內(nèi)位置良好，無(wú)1例穿破腰椎椎弓根皮質(zhì)，未發(fā)生置釘相關(guān)并發(fā)癥。嚴(yán)斌等[13]將37例正常人體腰椎進(jìn)行三維重建，設(shè)計(jì)導(dǎo)航桿正好穿破椎弓根中心，3D打印出腰椎標(biāo)本模型和導(dǎo)航模板，結(jié)果228枚腰椎椎弓根螺釘進(jìn)釘方向都與虛擬方向完全一致，未穿破椎弓根皮質(zhì)。

2.3在骨科腫瘤中的應(yīng)用脊柱模型能清楚地觀察脊柱腫瘤的大小，與椎體和脊神經(jīng)的位置關(guān)系，明確手術(shù)需要切除范圍，制定手術(shù)方案。Madrazo等[14]報(bào)道使用3D打印技術(shù)為2例患者制作的脊柱模型，可以更直觀地了解神經(jīng)根和脊髓壓迫癥狀的器質(zhì)性病變，對(duì)疾病診斷、術(shù)前規(guī)劃和手術(shù)模擬有著重要的意義，同時(shí)能夠更加形象地向患者介紹手術(shù)方案、療效和風(fēng)險(xiǎn)。3D打印技術(shù)還可以用于骨盆腫瘤手術(shù)中的治療，裴延軍等[15]使用3D打印術(shù)完成了亞洲首例鈦金骨盆假體的植入，相繼完成了鎖骨和肩胛骨假體的植入手術(shù)，取得了滿意的效果。

2.4在脊柱骨折脫位中的應(yīng)用脊柱骨折脫位往往要依據(jù)術(shù)者在術(shù)中所探查到骨折具體部位和程度，制定出合適的手術(shù)方案。Yamazaki等[16]對(duì)1例陳舊性C4/5骨折脫位患者，術(shù)前制作出脊柱實(shí)物模型，在模型上進(jìn)行手術(shù)模擬和進(jìn)釘模擬，為手術(shù)方法選擇和術(shù)中椎弓根螺釘置入提供了必要的信息，保證了手術(shù)的順利完成。但是模型設(shè)計(jì)和制作時(shí)間較長(zhǎng)，因此對(duì)于骨科急診手術(shù)患者，未必能及時(shí)制作完成。

2.5在復(fù)雜四肢骨折中的應(yīng)用3D打印技術(shù)能夠直觀地反應(yīng)骨折的三維立體結(jié)構(gòu)，能夠準(zhǔn)確的判斷臨床骨折的分型，幫助臨床醫(yī)生進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃、內(nèi)固定選擇等有重要的意義。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[17-18]，利用3D打印對(duì)復(fù)雜跟骨骨折、骨盆骨折等進(jìn)行術(shù)前建模，能夠輔助內(nèi)固定鋼板及螺釘準(zhǔn)確置入，縮短了手術(shù)時(shí)間，減少了術(shù)中透視次數(shù)，從而取得了滿意的效果。然而骨折端CT三維重建不僅增加了手術(shù)費(fèi)用，而且延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間，因此不能適用于急診手術(shù)[19]。大多數(shù)臨床醫(yī)生認(rèn)為3D打印技術(shù)能夠很好的輔助術(shù)前規(guī)劃、便于與患者進(jìn)行交流，增加了手術(shù)的安全性，因此值得臨床推廣。

2.6在膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)是目前治療膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎最常見方法，取得了較好的療效[20]。文獻(xiàn)報(bào)道，下肢力線是評(píng)價(jià)TKA成功的重要指標(biāo)，且達(dá)到滿意的下肢力線需要手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生才能完成[21]。近年來(lái)，個(gè)體化導(dǎo)航模板在輔助TKA截骨方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，李偉方等[22]將16具膝關(guān)節(jié)尸體標(biāo)本分為導(dǎo)航模板組和傳統(tǒng)組進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)研究，模板組采用3D打印制作出的個(gè)體化截骨導(dǎo)航模板，輔助TKA截骨定位；傳統(tǒng)組按常規(guī)TKA手術(shù)操作。術(shù)后行CT掃描比較兩組假體組件位置和下肢力線，結(jié)果示模板組下肢力線方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)組。Heyse等[23]通過(guò)對(duì)94例病例資料研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)航模板組在下肢機(jī)械軸線偏差和股骨假體旋轉(zhuǎn)軸線定位方面更有優(yōu)勢(shì)，Boonen等[24]研究也得出了相似的結(jié)論。以上實(shí)驗(yàn)證明個(gè)體化導(dǎo)航模板能夠提高了截骨精確度，達(dá)到理想的假體位置，從而準(zhǔn)確定位股骨遠(yuǎn)端假體旋轉(zhuǎn)軸線，但還需要進(jìn)一步更多的臨床實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

33D打印技術(shù)在骨科中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：(1)提高術(shù)前診斷率：基于CT掃描資料，利用逆向工程和3D打印技術(shù)制作出的實(shí)物模型，能夠準(zhǔn)確清晰的顯示病變部位形態(tài)和結(jié)構(gòu)，特別是判斷脊髓和神經(jīng)走形方向，可以發(fā)現(xiàn)X線片、CT及MRI無(wú)法顯示的信息。提高了我們對(duì)于疾病的判斷能力和準(zhǔn)確性；(2)指導(dǎo)手術(shù)設(shè)計(jì)：對(duì)于立體實(shí)物模型，可以測(cè)量脊柱的cobb角，截骨角度和進(jìn)釘釘?shù)篱L(zhǎng)度等。對(duì)內(nèi)固定種類選擇、欲彎內(nèi)固定棒、截骨角度和范圍等具有重要作用，另外在模型上模擬手術(shù)，比較不同手術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從而可以由于判斷和選擇錯(cuò)誤所致的手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生；(3)指導(dǎo)手術(shù)操作：前期的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在脊柱上通過(guò)個(gè)體化導(dǎo)航模板輔助置釘，對(duì)手術(shù)醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)要求較低，且不受患者體位的影響，大大降低了螺釘穿破椎弓根皮質(zhì)和損傷神經(jīng)的概率。操作簡(jiǎn)單，增加了置釘?shù)臏?zhǔn)確性，縮短了手術(shù)時(shí)間，大大降低了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)；(4)利于術(shù)前溝通：通過(guò)3D打印模型，患者可以直接了解脊柱病變情況，有利于向患者和家屬溝通交流病情，使患者了解手術(shù)方式和相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)性。另外對(duì)于醫(yī)學(xué)生而言，畸形脊柱模型方便觀察和學(xué)習(xí)，幫助更好的理解和記憶。

缺點(diǎn)：(1)目前技術(shù)模型設(shè)計(jì)和時(shí)間制作時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要3 d左右，因此對(duì)于急診手術(shù)無(wú)法及時(shí)使用；(2)對(duì)于脊柱模型的制作程序，不同軟件中操作會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，且需外科醫(yī)生充分學(xué)習(xí)Mimics軟件知識(shí)，此軟件程序應(yīng)用復(fù)雜，學(xué)習(xí)時(shí)間較長(zhǎng)；(3)3D打印設(shè)備成本較高，且目前應(yīng)用于3D打印機(jī)的光敏樹脂材料對(duì)于人體具有一定的排異，尚不能在臨床手術(shù)中開展實(shí)施，限制了該方法的普及與應(yīng)用。

4展望

綜上所述，3D打印技術(shù)是一種新型的快速成型技術(shù)，基于其在復(fù)雜骨科中具有重要的價(jià)值，經(jīng)尸體標(biāo)本研究和臨床實(shí)驗(yàn)研究，初步驗(yàn)證了其可行性。但是目前仍存在許多不足之處，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，若能設(shè)計(jì)出一款集逆向工程和快速成型技術(shù)于一體的多功能軟件，無(wú)需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程，精確個(gè)體化手術(shù)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)時(shí)間和費(fèi)用大將會(huì)越來(lái)越低，且會(huì)提高3D打印技術(shù)應(yīng)用效率和范圍，使其為越來(lái)越多的人接受3D打印技術(shù)。在未來(lái)骨科中，3D打印技術(shù)將會(huì)在人工假體，手術(shù)器械和骨移植物等制作制作方面實(shí)現(xiàn)新的突破，猜想依賴于生物材料和骨組織干細(xì)胞培養(yǎng)等科學(xué)技術(shù)發(fā)展，將替代壞死的骨組織部分的具有生命特征的活性人工骨組織直接打印出來(lái)，應(yīng)用于骨科手術(shù)中也是有可能的實(shí)現(xiàn)的。然而，目前國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)在骨科中的應(yīng)用還處于初始階段，技術(shù)還不成熟，應(yīng)用設(shè)備儀器、材料及軟件等大多數(shù)來(lái)自于國(guó)外，大大限制了3D技術(shù)在骨科中的的應(yīng)用與發(fā)展。相信隨著我國(guó)生物材料和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)被更多醫(yī)生和患者的接受，從而正式應(yīng)用于臨床。因此，3D打印技術(shù)將成為未來(lái)骨科發(fā)展趨勢(shì)，為醫(yī)學(xué)臨床提供更多的方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]王燎,戴尅戎.骨科個(gè)體化治療與3D打印技術(shù)[J].醫(yī)用生物力學(xué),2014, 29(3):193-199.

[2]陳玉兵,陸聲,徐永清.快速成型實(shí)物模型在脊柱外科中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)脊柱脊髓雜志,2009,19(10):784-787.

[3]Hanasono MM,Skoracki RJ.Computer-assisted design and rapid prototype modeling in microvascular mandible reconstruction[J].Laryngocope,2013,123(3):597-604.

[4]Mao K,Wang Y,Xiao S,et al.Clincal application of computer-designed polystyrene models in complex severe spinal deformities:A pilot study[J].Eur Spine J,2010,19(5):797-802.

[5]Wu ZX,Huang LY,Sang HX,et al.Accuracy and safety assessment of pedicle screw placement using the rapid prototyping technique in severe congenital scoliosis[J].J Spinal Disord Tech,2011,24(7):444-450.

[6]惠華,羅卓荊,陶惠人,等.快速成型技術(shù)在復(fù)雜脊柱畸形中矯治手術(shù)中的應(yīng)用[J].脊柱外科雜志,2008,10(6):274-276.

[7]桑宏勛,雷偉,馬真勝,等.快速成型技術(shù)在重度先天性脊柱畸形矯形手術(shù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)脊柱脊髓雜志,2008,18(3):196-200.

[8]楊曦,孔清泉,宋躍明,等.計(jì)算機(jī)導(dǎo)航輔助椎弓根螺釘后路固定在骨質(zhì)疏松患者中的臨床應(yīng)用[J].中國(guó)修復(fù)重建外科雜志,2012,26(1):196-199.

[9]Lu S,Xu YQ,Chen GP,et al.Efficacy and accuracy of a novel rapid prototyping drill template for cervical pedicle screw placement[J].Comput Aided Surg ,2011,16(5):240-248.

[10] Hu Y,Yuan ZS,Spiker WR,et al.Deviation analysis of C2 translaminar screw placement assisted by a novel rapid prototyping drill template:a cadaveric study[J]. Eur spinal J,2013,22(12):2270-2276.

[11] Ma T,Xu YQ,Chen YB.A novel computer assisted drill guide template for thoracic pedicle screw placement:A cadaveric study[J].Arch Orthop Trauma Surg,2012,132:65-72.

[12] 陳宣煌,許衛(wèi)紅,黃文華,等.基于3D打印的腰椎椎弓根螺釘數(shù)字化置入及臨床應(yīng)用[J].中國(guó)組織工程研究,2015,19 (17):2752-2757.

[13] 嚴(yán)斌,張國(guó)棟,吳章林,等.3D打印導(dǎo)航模板輔助腰椎椎弓根螺釘置入的實(shí)驗(yàn)性研究[J].中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志,2014,32(3):252-255.

[14] Madrazo I，Zamorano C，Magallon E，et al．stereolilhography in spine pathology：a 2-case report[J]．Surg Neurol，2009，72(3)：272-275．

[15] 裴延軍,吳智鋼.西京醫(yī)院骨科完成亞洲首例3d打印鈦合金骨盆假體植入術(shù)[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2014,16(5):231-234.

[16] Yamazaki M, Okawa A,Akazawa T,et al.Usefulness of 3 dimensional full scale modeling for preoperative simulation of surgery in a patient with old unilateral cervical fracture dislocation[J]. Spine,2007,32(18):532-536.

[17] 孟國(guó)林, 劉建, 胡蘊(yùn)玉,等. 快速成型模型在制定脛骨平臺(tái)復(fù)雜骨折手術(shù)方案中的指導(dǎo)作用[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2011,13(12):1135-1138.

[18] Toshiyuki K,Kunihiro O,Junichi M,et al.3-Dimensional prebent plate fixation in corrective osteotomy of malunited upper extremity fractures using a real-sized plastic bone model prepared by preoperative computer simulation[J].Journal of Hand Surgery,2013,38(5):909-919.

[19] Tricot M,Duy KT,Docquier PL.3D-corrective osteotomy using surgical guides for posttraumatic distal humeral deformity[J].Acta Orthopaedica Belgica,2012,78(4):538-542.

[20] 謝貴杰,甘偉偉,何森榮.應(yīng)用國(guó)產(chǎn)AK-JPX后穩(wěn)定型膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù)后早期臨床療效觀察[J].安徽醫(yī)藥,2014,18(11):2128-2130.

[21] 汪錫龍,尚希福,李國(guó)遠(yuǎn),等.個(gè)體化股骨遠(yuǎn)端外翻角度截骨技術(shù)在初次人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)修復(fù)重建外科雜志,2015,29(1):27-30.

[22] 李偉方,方學(xué)偉,周游,等.基于MRI技術(shù)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中個(gè)體化導(dǎo)航模板的基礎(chǔ)研究[J].中華關(guān)節(jié)外科雜志,2015,9(1):71-77.

[23] Heyse TJ,Tibesku CO.Improved femoral component rotation in TKA using patient-specific instrumentation[J].Knee,2014,21(1):268-271．

[24] Boonen B,Schotanus MG,Kort NP.Preliminary experience with the patient-specific templating total knee arthroplasty[J].Acta Orthop,2012,83(4):387-393．

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2015.12.004

基金項(xiàng)目：安徽省科技計(jì)劃項(xiàng)目(No 15011d04047)

作者簡(jiǎn)介：韓國(guó)嵩，男，碩士研究生

通信作者：尹宗生，男，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，研究方向：關(guān)節(jié)外科，E-mail:yinzongsheng@sina.com

(收稿日期：2015-07-10，修回日期：2015-08-11)

Research progress of 3D printing in orthopaedics

HAN Guo-song, MA Guang-wen, HUANG Fei, et al

(DepartmentofOrthopedics,TheFourthAffiliatedHospital

ofAnhuiMedicalUniversity,Hefei,Anhui230022,China)

Abstract:3D printing is a rapidly emerging technology that may be used to fabricate physical model, it is a technology of using the adhesive materials to print and create physical model step by step, which was based on digital data. It has received extensive attention by more and more people, and has got the favor of medical scholars. 3D printing has been widely used in a wide range of medical specialties including spine surgery, joint surgery, oral surgery and plastic surgery. In this review, various kinds of 3D printing technologies in orthopedics were summarized, the 3D printing auxiliary in orthopaedic surgery, orthopedics materials and bone substitute is of great significance in the areas of application. At the same time, we also analyzed the advantages and disadvantages, and made a prediction focusing on the 3D printing technologies.

Key words:3D printing;orthopedics;physical model;individual template