白博 白雪嶺 趙小文 桑宏勛

·述評(píng) Editorial·

3D 打印在脊柱外科的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來(lái)

白博 白雪嶺 趙小文 桑宏勛

打印，三維；脊柱；外科手術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助；脊柱側(cè)凸；骨和骨組織

3D 打印 ( three-dimensional printing，3DP ) 出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 80 年代，又稱增材制造 ( additive manufacturing，AM )。隨著材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，其在骨科、頜面外科、神經(jīng)外科、心血管內(nèi)科等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1-2]，并成為研究的熱點(diǎn)。3D 打印以 CT 或 MRI 等影像數(shù)據(jù)為素材，借助醫(yī)學(xué)圖像處理建模、逆向工程等特定軟件建立三維模型，利用計(jì)算機(jī)輔助軟件 ( computer aided design，CAD ) 進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)建模，將 STL 數(shù)據(jù)輸入帶有計(jì)算機(jī)輔助制造 ( computer-aided manufacturing，CAM ) 軟件的 3D 打印機(jī)，再將可黏合材料逐層堆積形成三維實(shí)體，具有快速成型、高精密性、個(gè)體化等優(yōu)點(diǎn)，目前已在臨床上廣泛應(yīng)用并發(fā)揮重要作用[3-4]。

脊柱外科手術(shù)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，毗鄰重要神經(jīng)、血管，手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，術(shù)中需要反復(fù)透視，對(duì)外科醫(yī)生臨床素養(yǎng)和經(jīng)驗(yàn)要求極高，因此，制訂個(gè)體化治療方案、提高手術(shù)準(zhǔn)確性和安全性、簡(jiǎn)化手術(shù)流程并減少醫(yī)務(wù)人員放射性傷害是目前脊柱外科手術(shù)需要克服的困難。隨著數(shù)字骨科技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和醫(yī)學(xué)影像學(xué)的飛速發(fā)展，3D 打印技術(shù)在術(shù)前診斷、制訂手術(shù)方案、模擬手術(shù)、術(shù)中導(dǎo)航、個(gè)體化內(nèi)植物和支具定制、骨組織工程及輔助教學(xué)等方面表現(xiàn)出極大優(yōu)勢(shì)，為脊柱外科制訂個(gè)體化治療方案、提高手術(shù)準(zhǔn)確性和安全性、簡(jiǎn)化手術(shù)流程、減少手術(shù)時(shí)間提供創(chuàng)新思路并開(kāi)創(chuàng)了良好局面。

一、在術(shù)前診斷、制訂方案及模擬手術(shù)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的脊柱疾病術(shù)前診斷依賴于 X 線、CT 和 MRI 等二維影像學(xué)資料，難以對(duì)病灶及周圍組織之間的關(guān)系進(jìn)行精確的判斷。脊柱解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加之骨折、脫位、占位、畸形等因素對(duì)手術(shù)醫(yī)生臨床經(jīng)驗(yàn)和空間想象能力提出很大挑戰(zhàn)，對(duì)復(fù)雜疾病缺乏全面判斷，甚至?xí)雎詡鹘y(tǒng)影像學(xué)資料顯示的信息之外隱藏的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)醫(yī)生來(lái)說(shuō)，3D 打印技術(shù)的應(yīng)用更具有精準(zhǔn)度和前瞻性。3D 打印的三維仿真模型可發(fā)現(xiàn)大量隱藏的信息，能直觀顯示病變結(jié)構(gòu)范圍，使臨床醫(yī)生對(duì)手術(shù)部位毗鄰組織和細(xì)節(jié)進(jìn)行全面立體了解，降低誤診率。通過(guò)三維模型向患者和家屬講解手術(shù)過(guò)程，有利于其充分了解病情、治療方案和手術(shù)過(guò)程，消除疑慮，提高治療配合度。術(shù)者可通過(guò)三維模型進(jìn)行術(shù)前評(píng)估、診斷、選擇手術(shù)路徑、精準(zhǔn)手術(shù)部位、制訂手術(shù)計(jì)劃并評(píng)估術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)，可就術(shù)中應(yīng)避開(kāi)的人體組織、血管、神經(jīng)等復(fù)雜情況進(jìn)行提前演練，確定釘?shù)澜嵌群蜕疃?，模擬復(fù)位、融合、固定等手術(shù)操作，選擇合適的接骨板、螺釘、融合器和人工假體等內(nèi)植物，制訂合理手術(shù)方案，保護(hù)重要組織，減少術(shù)后并發(fā)癥，可提高手術(shù)精準(zhǔn)度和安全性，縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中出血和副損傷。術(shù)前科學(xué)的手術(shù)方案可避免反復(fù)透視，從而有效減少術(shù)中射線暴露時(shí)間[5-6]。Guarino 等[7]運(yùn)用 3D 打印技術(shù)治療 10 例小兒脊柱側(cè)凸，研究表明該技術(shù)可提高椎弓根螺釘置入準(zhǔn)確率，減少術(shù)后并發(fā)癥并縮短手術(shù)時(shí)間。李浩等[8]對(duì) 22 例頸椎畸形伴上頸椎不穩(wěn)患兒建立個(gè)體化頸椎三維模型，通過(guò)模擬置釘和內(nèi)固定手術(shù)獲得釘?shù)罃?shù)據(jù)，進(jìn)行一期后路矯形及內(nèi)固定手術(shù)治療，術(shù)后隨訪 13.5 個(gè)月，所有手術(shù)病例均獲得成功，未出現(xiàn)神經(jīng)血管損傷和內(nèi)固定松動(dòng)斷裂，提高了置釘成功率，有利于保護(hù)椎動(dòng)脈，提高手術(shù)安全性。

二、在個(gè)體化導(dǎo)航導(dǎo)板中的應(yīng)用

椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)是目前治療脊柱疾患的主要方法之一，具有維持脊柱三柱固定生物力學(xué)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于脊柱外科嚴(yán)重脊柱側(cè)凸、寰樞椎損傷、脊柱腫瘤、骨折等疾病，椎弓根變異較大，缺乏明顯固定的解剖標(biāo)志，手術(shù)部位周圍鄰近重要神經(jīng)血管，給置釘帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)徒手置釘方法對(duì)術(shù)者手術(shù)操作技術(shù)要求很高，且存在釘?shù)榔x、穿透椎弓根、需多次透視、副損傷風(fēng)險(xiǎn)高等不足之處。3D 打印技術(shù)尤其合適制造異型或個(gè)性化的導(dǎo)板，已經(jīng)成為脊柱外科醫(yī)生的利器，利用 3D 打印個(gè)體化椎弓根導(dǎo)板輔助螺釘置入，導(dǎo)板可與脊柱表面完全貼合，螺釘?shù)拇笮?、植入深度、角度得到科學(xué)計(jì)算，有效避免了對(duì)重要血管和神經(jīng)的損傷，做到有的放矢。3D 打印手術(shù)導(dǎo)板的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)是手術(shù)取得成功的重要保證。Lu 等[9]在尸體標(biāo)本上應(yīng)用 3D 打印的導(dǎo)航導(dǎo)板置入 84 枚頸椎椎弓根螺釘并術(shù)后復(fù)查 X 線和 CT，實(shí)驗(yàn)證明利用導(dǎo)航導(dǎo)板置釘可顯著提高手術(shù)安全性，縮短手術(shù)時(shí)間并減少術(shù)中透視頻率。Merc 等[10]對(duì) 20 例多階段腰骶椎手術(shù)患者置入 54 枚椎弓根螺釘，通過(guò)術(shù)后影像學(xué)檢查對(duì)比，導(dǎo)航導(dǎo)板組較徒手置釘組螺釘偏移率和穿破骨皮質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。覃煒等[11]對(duì) 8 具成人尸體寰樞椎標(biāo)本 CT 掃描后，利用 Mimics 軟件建立三維模型并測(cè)量相關(guān)參數(shù)，再進(jìn)行曲面處理，通過(guò)Pro / Engineer 軟件設(shè)計(jì)最佳進(jìn)釘通道，提取寰樞椎解剖形態(tài)，建立反向模板，用 3D 打印機(jī)制作寰樞椎模型和導(dǎo)航導(dǎo)板，在標(biāo)本上輔助寰樞椎椎弓根置釘 32 枚，術(shù)后 CT 掃描結(jié)果顯示導(dǎo)航導(dǎo)板與相應(yīng)椎體結(jié)合緊密，置釘準(zhǔn)確率達(dá) 100%。Kaneyama 等[12]利用螺釘導(dǎo)航導(dǎo)板對(duì) 20 例頸椎畸形、骨折、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者 C3～6置釘80 枚，術(shù)后復(fù)查 CT 結(jié)果顯示實(shí)際與術(shù)前規(guī)劃釘?shù)榔?( 0.29 ± 0.31 ) mm，無(wú)神經(jīng)血管損傷等并發(fā)癥。

三、在個(gè)體化內(nèi)植入物和支具中的應(yīng)用

臨床工作中經(jīng)常遇到脊柱先天發(fā)育畸形、個(gè)體差異或解剖變異、復(fù)雜骨折、腫瘤患者，廠家提供的內(nèi)固定器械形態(tài)不能與患者個(gè)體解剖形態(tài)良好匹配，內(nèi)植物與機(jī)體骨骼表面貼合度差，不能有效分散應(yīng)力效應(yīng)，甚至?xí)鸸潭ㄎ粦?yīng)力集中，影響固定的安全有效性和術(shù)后愈合效果。骨愈合的重要影響因素是植骨接觸面積，目前使用的椎間融合器 ( cage ) 多為楔形籠裝結(jié)構(gòu)，植入后以齒狀結(jié)構(gòu)與終板嵌合，不能與終板形成良好接觸界面，且點(diǎn)狀接觸會(huì)導(dǎo)致受力不均，術(shù)后會(huì)因不合理間隙造成無(wú)效腔引起潛在的并發(fā)癥，還可能出現(xiàn)cage 沉降現(xiàn)象[13]。根據(jù)患者自身特點(diǎn)和實(shí)際需要定制個(gè)體化、符合解剖特性、生物力學(xué)特性和適于骨長(zhǎng)入的內(nèi)植物是亟待解決的問(wèn)題。3D 打印內(nèi)植入物較傳統(tǒng)植入物最大優(yōu)勢(shì)是真正做到“量體裁衣”，術(shù)中不需要再次裁剪，具有良好的解剖形態(tài)匹配，并且能夠打印出與植入物一體的仿生骨小梁微孔結(jié)構(gòu)，從而有利于骨長(zhǎng)入，實(shí)現(xiàn)真正意義的個(gè)體化和精準(zhǔn)化治療。這個(gè)意義在 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)化植入物中也同樣存在，以往骨小梁結(jié)構(gòu)是通過(guò)對(duì)植入物進(jìn)行涂層或表面改性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但無(wú)法保證假體的長(zhǎng)期生存率。Xu 等[14]將鈦合金粉末3D 打印的樞椎椎體植入 12 歲 II B 期尤文肉瘤患者體內(nèi)，術(shù)后隨訪 1 年，患兒神經(jīng)功能較前明顯提升，無(wú)異常感覺(jué)殘留并重返校園。Phan 等[15]將 3D 打印的個(gè)性化內(nèi)固定材料應(yīng)用于 1 例 65 歲女性后路 C1～2融合術(shù)，術(shù)前有利于制訂詳細(xì)的手術(shù)方案并評(píng)估術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)后患者癥狀明顯緩解，取得了良好的效果。張帆等[16]對(duì)10 具新鮮成人尸體頸椎 CT 掃描后，利用 Mimics 軟件制作個(gè)體化 C5～6椎間融合器三維模型，3D 打印椎間融合器，行 C5～6椎間減壓植骨術(shù)后復(fù)查 CT，通過(guò)融合器與終板間隙評(píng)價(jià)匹配性，研究證明 cage 與椎間隙嵌合度滿意，穩(wěn)定性確切，為實(shí)現(xiàn)頸椎椎間融合器的個(gè)性化定制提供了新思路。

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸是脊柱側(cè)凸的最常見(jiàn)類型，佩戴矯形支具是治療該疾病最主要的非手術(shù)方法[17]。傳統(tǒng)的石膏外固定或其它材料的支具患者體驗(yàn)較差，影響不固定部位以外肢體正常的運(yùn)動(dòng)功能，不易被患者接受。3D 打印個(gè)體化支具制作簡(jiǎn)單、耗時(shí)和耗材少，并具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，美觀、輕便、透氣性好，與人體皮膚很好貼合，提高患者舒適度和依從性，利于支撐保護(hù)和功能鍛煉，便于醫(yī)生觀察，方便換藥，減少壓瘡、松動(dòng)移位等并發(fā)癥。Visser 等[18]和 Desbiens-Blais 等[19]利用 CAD 軟件對(duì)脊柱側(cè)凸患者軀干建立三維有限元模型和生物力學(xué)仿真模擬，制作個(gè)體化矯形支具，取得滿意的治療效果。

四、在骨組織工程中的應(yīng)用

生物科學(xué)領(lǐng)域最具革命性的是生物 3D 打印，可為細(xì)胞提供賴以生存的支架或基質(zhì)，將不同功能類型細(xì)胞堆積在指定位置，產(chǎn)生生物因子控制生物行為?；钚约?xì)胞、生物活性因子和支架材料是組織工程的三大必需要素，而組織工程支架是最主要的研究?jī)?nèi)容，其作為細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和分化的載體，需具備易打印性、骨誘導(dǎo)性、可塑性、良好的生物相容性和可降解性，植入體內(nèi)后組織細(xì)胞與機(jī)體相適應(yīng)并實(shí)現(xiàn)功能重建[20-21]。生物 3D 打印技術(shù)能夠建立可控的適于細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和分化的組織工程支架結(jié)構(gòu)，隨著打印材料的發(fā)展以及細(xì)胞生物技術(shù)的進(jìn)步，其在組織再生領(lǐng)域的重要價(jià)值引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的持續(xù)關(guān)注。Whatley 等[22]用可降解聚氨酯作為材料 3D 打印出椎間盤彈性支架，其良好的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞黏附、增殖和排列具有重要影響。Bowles 等[23]完成大鼠 3D 生物打印的椎間盤置換術(shù)，術(shù)后觀察證明 3D 打印椎間盤可維持正常高度并具有良好生物學(xué)性能。張維杰等[24]將 3D 打印的雙相聚乙二醇 / β- 磷酸三鈣骨軟骨復(fù)合支架應(yīng)用于兔骨軟骨缺損模型中，發(fā)現(xiàn)軟骨下骨微結(jié)構(gòu)參數(shù)與軟骨修復(fù)關(guān)系密切。Cui 等[25]應(yīng)用 3D 打印將聚乙二醇 - 二甲基丙烯酸酯和軟骨細(xì)胞混合制備生物支架，細(xì)胞可在生物支架內(nèi)精確分布且成活率很高，支架與周圍組織很好匹配且能修復(fù)損傷軟骨。筆者所在團(tuán)隊(duì)也做了許多前沿研究，取得了一些成果并積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

目前，生物 3D 打印還處于研究初級(jí)階段，真正應(yīng)用于臨床還有很長(zhǎng)路要走，隨著 3D 生物打印、生物組織培養(yǎng)技術(shù)和骨組織工程的發(fā)展，復(fù)雜組織器官的個(gè)體化定制成為可能，全球生物 3D 打印的研究與實(shí)驗(yàn)表明，其在骨組織工程領(lǐng)域具有廣闊前景。

五、在醫(yī)學(xué)輔助教學(xué)中的應(yīng)用

人體解剖學(xué)是骨科的基礎(chǔ)，也是讓醫(yī)學(xué)生感到學(xué)習(xí)難度極大的課程。傳統(tǒng)解剖學(xué)的學(xué)習(xí)是通過(guò)尸體標(biāo)本幫助醫(yī)學(xué)生觀察組織器官形態(tài)和相互關(guān)系，但這種方法不夠快速、便捷。同時(shí)，尸體標(biāo)本獲取途徑少，數(shù)量有限，不便于保存，受到倫理道德限制，不能重復(fù)使用，通過(guò) 3D 打印技術(shù)可以很好地解決這些問(wèn)題。脊柱解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，X 線片、CT、MRI 等二維影像資料不能全面直觀地反映脊柱病變范圍、嚴(yán)重程度、畸形特點(diǎn)及與周圍重要組織關(guān)系，不利于年輕外科醫(yī)生積累經(jīng)驗(yàn)。3D 打印技術(shù)借助患者影像學(xué)資料數(shù)據(jù)制作 1∶1 等比例個(gè)體化脊柱實(shí)物模型，可清晰準(zhǔn)確顯示脊柱的病變特點(diǎn)和形態(tài)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)影像學(xué)資料隱藏的信息，便于手術(shù)團(tuán)隊(duì)之間交流，還可通過(guò)模擬手術(shù)過(guò)程發(fā)現(xiàn)手術(shù)方案設(shè)計(jì)缺陷及術(shù)中遇到的困難，提高年輕醫(yī)生外科手術(shù)經(jīng)驗(yàn)[26]，解決傳統(tǒng)手術(shù)教學(xué)觀摩的人數(shù)少、效率低、觀摩視野、廣度深度不夠等難題，改變醫(yī)學(xué)生和年輕醫(yī)生的學(xué)習(xí)曲線。

六、目前現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及未來(lái)展望

追求個(gè)體化、精準(zhǔn)化和安全性是脊柱外科發(fā)展的目標(biāo)和方向，3D 打印技術(shù)可貫穿脊柱外科疾病診斷、手術(shù)方案規(guī)劃、術(shù)中導(dǎo)航、個(gè)體化內(nèi)植入物定制等各個(gè)環(huán)節(jié)，給臨床醫(yī)生提供更多的便利并提高手術(shù)安全性，具有很大優(yōu)勢(shì)。術(shù)者在術(shù)前直觀的觀察三維仿真模型，了解椎管內(nèi)情況和脊髓的代償空間從而確定減壓路徑，制訂詳細(xì)的手術(shù)計(jì)劃?？梢栽诜抡婺Ｐ蜕夏M椎弓根螺釘置釘以獲得進(jìn)釘體會(huì)，對(duì)于極為復(fù)雜和高難度的手術(shù)，導(dǎo)航導(dǎo)板的設(shè)計(jì)可以最大限度地降低手術(shù)操作的難度，使置釘操作更精準(zhǔn)、安全、高效。在醫(yī)患溝通過(guò)程中解決醫(yī)患雙方專業(yè)信息不對(duì)稱的難題，有利于減少醫(yī)患糾紛，還可以提高醫(yī)學(xué)生、低年資醫(yī)生的學(xué)習(xí)效率。術(shù)中可以反復(fù)觀察、對(duì)比，掌握個(gè)體化的解剖結(jié)構(gòu)和毗鄰組織，減少因?yàn)閭€(gè)體差異、畸形和變異造成的操作失誤，降低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。術(shù)后對(duì)有價(jià)值的疑難病例、典型病例可以永久的保存，在醫(yī)學(xué)輔助教學(xué)和復(fù)雜手術(shù)培訓(xùn)中發(fā)揮重要的作用。

各國(guó)學(xué)者雖然對(duì) 3D 打印技術(shù)做了大量研究，但此技術(shù)仍有很大的提升空間，當(dāng)前階段還面臨以下瓶頸[27-28]：( 1 ) 價(jià)格昂貴，3D 打印設(shè)備、材料、人員培訓(xùn)成本高，雖然此技術(shù)目前應(yīng)用廣泛，3D 打印機(jī)售價(jià)不斷下降，但用于臨床的高分辨率儀器價(jià)格仍然較高，整個(gè)工藝流程的成本居高不下，且大多數(shù)醫(yī)院未將其納入醫(yī)療服務(wù)收費(fèi)目錄和醫(yī)療保險(xiǎn)范圍；( 2 ) 3D 打印模型建立在患者自身 CT、MRI 等影像學(xué)資料基礎(chǔ)上，還需經(jīng)過(guò)建模、軟件設(shè)計(jì)、打印等，流程復(fù)雜，耗時(shí)較久，無(wú)法用于急診手術(shù)；( 3 ) 打印材料選擇性少，醫(yī)用 3D 打印技術(shù)對(duì)材料要求高，需具備適宜的力學(xué)特性和良好的生物相容性，目前臨床應(yīng)用的醫(yī)用 3D 打印材料有鈦合金、生物陶瓷、高分子材料、尼龍等，種類少且嚴(yán)重依賴于進(jìn)口，生物 3D 打印還處于實(shí)驗(yàn)研究階段；( 4 ) 作為一種新興技術(shù)，國(guó)家相關(guān)部門政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)滯后，同時(shí)，此技術(shù)目前僅在具備相應(yīng)條件的大醫(yī)院小范圍開(kāi)展，缺乏大規(guī)模臨床資料對(duì) 3D 打印內(nèi)植物長(zhǎng)期安全性和有效性評(píng)價(jià)，限制了其臨床應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題，需要臨床醫(yī)生、工程師、生產(chǎn)企業(yè)和政府相關(guān)部門共同合作，攻克技術(shù)難題，加快打印材料的研發(fā)和臨床試驗(yàn)，通過(guò)舉辦培訓(xùn)班提高醫(yī)生的專業(yè)水平，國(guó)家相關(guān)部門建立 3D 打印技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)，制定相關(guān)政策法規(guī)和指導(dǎo)原則，從而促進(jìn) 3D 打印技術(shù)的推廣和應(yīng)用，造福更多的患者。

總之，3D 打印技術(shù)利用數(shù)字化的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)脊柱個(gè)體化手術(shù)規(guī)劃制定、假體和內(nèi)植物定向?qū)蛑萌搿€(gè)體化內(nèi)植物和支具定制和醫(yī)學(xué)教學(xué)培訓(xùn)，已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，發(fā)展迅猛，為脊柱外科醫(yī)生對(duì)復(fù)雜疾病的理解判斷、個(gè)體化精準(zhǔn)治療等臨床難題的解決提供了一種新思路，極大程度地促進(jìn)了脊柱外科的發(fā)展。我國(guó)已經(jīng)成為先行者，隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)、組織工程、新工藝與材料的發(fā)展，國(guó)際范圍大規(guī)模的研究和應(yīng)用將極大程度推動(dòng)了 3D 打印技術(shù)，3D 打印將會(huì)作為常規(guī)技術(shù)廣泛應(yīng)用，更好地服務(wù)于醫(yī)務(wù)工作者和患者。

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( 本文編輯：王萌 )

Application of 3D printing technology in spinal surgery: status quo and future

BAI Bo, BAI Xue-ling, ZHAO Xiao-wen, SANG Hong-xun. Department of Orthopedics, Xijing Hospital, the fourth Military Medical University, Xi’an, Shaanxi, 710032, China

SANG Hong-xun, Email: hxsang@fmmu.edu.cn

The latest and fast-growing innovation in the orthopedic fi eld has been the advent of 3D printing ( 3DP ) technology, which has been recently applied in the production of low-cost, patient-specif i c medical implants. As the development of clinical medicine and other interdisciplinary areas, digital design and 3DP get combined, and the individualized treatment in the orthopedic fi eld has been signif i cantly improved. Currently, the applications of 3DP are cutting-edge in the fi eld of spinal surgery widely. Spinal surgery is very complex and the risk is extremely high considering its complicated anatomical structure and adjacency to important nerves and blood vessels. Signif i cantly, 3DP applications in spinal surgery have potential to improve surgical outcomes through the establishment of the preoperative diagnosis and surgical planning, surgery simulation, intraoperative neuronavigator, surgical education, custom manufacturing ( implants, prosthetics and surgical guides ) and bone tissue engineering. The 3DP technology can provide innovative ideas for developing individual treatment programs, improving the accuracy and safety of surgery, simplifying the surgical process and reducing the operation time. However, the development level of 3DP at present is not balanced, and there is no standard to follow, diff i culty in charging and other problems. The problems about policies and techniques are urgent to be resolved.

Printing, three-dimensional; Spine; Surgery, computer-assisted; Scoliosis; Bone and bones

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.05.001

R687.3, TS941.26

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目 ( 81270959 )；深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目 ( JCYJ20150401150223635 )

710032 西安，第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院骨科 ( 白博 )；518055 深圳，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 ( 白雪嶺 )；518052 深圳市艾科賽龍科技股份有限公司研究院 ( 趙小文 )；518000 深圳，南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院骨科中心 ( 桑宏勛 )

桑宏勛，Email: hxsang@fmmu.edu.cn

2017-03-14 )