潘文博 蔡智慧 石軍榮 張惠 李雅釵 謝丹 劉春暉 白莎莎 杜曉欣

3D (three dimensions)打印技術(shù)是一種通過計算機輔助設(shè)計(computer aided design,CAD)讀取數(shù)據(jù)，然后在通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成自動逐層構(gòu)造三維模型的新興技術(shù)，是一種可以快速成型的技術(shù)。3D打印技術(shù)以常規(guī)通用的二維圖像例如CT、超聲、MRI等為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過專業(yè)的三維重建技術(shù)人員經(jīng)過特殊的處理及格式的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用一些可粘合的材料，例如塑料、粉末狀金屬，通過將離散數(shù)據(jù)多層堆積最終成型的方法，經(jīng)過這一系列步驟而得到3D實體模型?？傊焖?、直觀、準(zhǔn)確的數(shù)字化立體模型圖像，離不開的專業(yè)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)和新興的材料技術(shù)等高新技術(shù)以及專業(yè)訓(xùn)練人員的多重配合，操作得到的，從而直接、快速、精確地制作出實體模型。3D打印技術(shù)最早是在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域開始應(yīng)用[1]，隨著技術(shù)的不斷成熟發(fā)展，它正在迅速傳播到包括醫(yī)療保健在內(nèi)的許多領(lǐng)域，并展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢[2]。卵巢腫瘤是常見的婦科腫瘤，可發(fā)生于任何年齡。對于卵巢癌患者有效的治療原則是以手術(shù)為主，化療為輔的綜合治療，早期行全面分期手術(shù)，晚期則行腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)，術(shù)后輔以鉑類為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療。由于盆腔解剖結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，卵巢又位于盆腔的位置較深，早期卵巢癌不易被發(fā)現(xiàn)，而且晚期卵巢癌腫瘤包塊較大、易累及重要臟器以及腫瘤廣泛的轉(zhuǎn)移、粘連等情況導(dǎo)致手術(shù)難度大，風(fēng)險高。為提高患者的預(yù)后，卵巢癌手術(shù)不僅要求醫(yī)生盡可能將病變組織完整切除，還要避免術(shù)中對重要神經(jīng)、血管及周圍臟器造成損傷，因而臨床上一直在探索定位準(zhǔn)確、手術(shù)精度高的輔助手段及治療方式。3D打印是一種快速成型的技術(shù)，具有精準(zhǔn)化、個體化等技術(shù)優(yōu)勢，近年來發(fā)展迅猛，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)行業(yè)。

1 3D打印技術(shù)

3D 打印技術(shù)雖然最開始是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，正廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)教育和外科手術(shù)等領(lǐng)域。3D打印技術(shù)之所以在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域愈發(fā)受到歡迎，是因為它現(xiàn)在已經(jīng)具有通過特殊軟件根據(jù)生硬的二維醫(yī)學(xué)影像資料來打印生動復(fù)雜的實體器官和主要血管、淋巴等典型的幾何形狀，從而直接、快速、精確地制作出實體模型，完成實體器官、主要血管、淋巴等復(fù)雜立體圖形重現(xiàn)的能力。

3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域主要有以下幾方面應(yīng)用，包括：(1)外科手術(shù)的輔助：通過對二維影像的處理，打印出個體化、精準(zhǔn)化的3D實體模型，顯示手術(shù)部位的解剖細(xì)節(jié)從而制定出詳細(xì)又準(zhǔn)確的手術(shù)計劃[3]；有潛力制造可以在特定治療、手術(shù)前根據(jù)患者需求而生產(chǎn)的加藥裝置[4]；(2)個性化醫(yī)療器械的打?。和ㄟ^個性化醫(yī)療器械的應(yīng)用，增加與患者的匹配度，提高手術(shù)質(zhì)量，從而增加手術(shù)的安全性；(3)組織工程領(lǐng)域：通過3D打印創(chuàng)建的特定結(jié)構(gòu)實現(xiàn)器官功能的恢復(fù)[5]；(4)基礎(chǔ)科研：通過對解剖的精確重現(xiàn)，可以更好地理解可能影響的潛在疾病管理；(5)醫(yī)學(xué)教育：通過模型再現(xiàn)，促進(jìn)居民對醫(yī)學(xué)的了解，促進(jìn)初級外科醫(yī)生對外科手術(shù)程序的理解；(6)患者咨詢：可以增強患者及其家屬對計劃干預(yù)的了解以及對預(yù)期結(jié)果和相關(guān)風(fēng)險的了解[6]，3D 打印技術(shù)通過打印出實體模型，達(dá)到解剖模型的視覺與觸覺的結(jié)合反饋，可以實現(xiàn)從二維圖像的虛擬世界到三維實體模型的真實世界的轉(zhuǎn)變，同時由于模型的可移動性，可確保在任何一個所需要的環(huán)境(包括患者的床邊)都可立即使用。3D 打印模型突破了平面2D的局限，加之3D打印模型的顏色、透明度和柔軟度等參數(shù)更加豐富，能夠更直觀地呈現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)，因此 3D 打印技術(shù)尤其是在骨科、口腔科、整形外科、肝膽外科、泌尿外科、心外科[7-12]等中得到了廣泛的應(yīng)用，但在目前在婦科腫瘤手術(shù)中應(yīng)用研究較少。

2 3D打印技術(shù)在卵巢癌手術(shù)中的應(yīng)用

2.1 術(shù)前規(guī)劃 卵巢腫瘤是全身各臟器中原發(fā)腫瘤類型最多的器官，可在任何年齡發(fā)生，是常見的婦科腫瘤。卵巢腫瘤的組織成分具有復(fù)雜性，所以不同類型卵巢腫瘤在組織學(xué)結(jié)構(gòu)以及生物學(xué)行為等方面都存在著較大的差異。卵巢上皮性腫瘤是最常見的卵巢腫瘤，占原發(fā)性卵巢腫瘤的50%～70%，占卵巢惡性腫瘤的85%～90%[13]。由于病例缺乏有效的篩查方法，故早期不易察覺。同時病例又缺乏有效的治療方法，故其致死率位于婦科惡性腫瘤的第一位。2015年中國癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國每年新發(fā)卵巢癌病例5.21萬人，死亡2.25萬人[13]。

對于卵巢癌的治療規(guī)范，國內(nèi)外的指南均將最大程度的腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)及術(shù)后輔以規(guī)范化療作為晚期卵巢癌治療的首選和推薦方法。但由于卵巢位于盆腔的位置較深，同時晚期卵巢癌腫瘤包塊較大、累及重要臟器、腫瘤廣泛轉(zhuǎn)移粘連等情況使卵巢癌手術(shù)變得非常困難，所以卵巢癌的全面分期手術(shù)或者滿意的腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)需要更加精細(xì)的術(shù)前討論、規(guī)劃和仔細(xì)的執(zhí)行。既往卵巢癌手術(shù)前的規(guī)劃主要依據(jù)二維圖像，例如：CT、MRI，B超等，需要術(shù)者在自己腦海里形成3D模型，具有一定的局限性，不能清楚的了解腫瘤的具體解剖結(jié)構(gòu)，在手術(shù)操作中具有一定的風(fēng)險性。3D打印技術(shù)應(yīng)用增強CT及MRI等完成3D數(shù)字模型的重現(xiàn)，通過放大、縮小、旋轉(zhuǎn)模型等更加清楚了解腫瘤的位置；通過透明度的調(diào)整、毗鄰器官的增加或者刪減功能可全方位了解腫瘤與周圍臟器的關(guān)系；通過模型的重現(xiàn)更加清楚的掌握腫瘤與大血管的關(guān)系以及腫大淋巴結(jié)情況[14]。在全方位掌握患者解剖特異性及腫瘤具體情況的條件下制定出個性化的手術(shù)方案[15]，提高手術(shù)成功率。

過去手術(shù)醫(yī)生在術(shù)前通常只能通過單純的影像學(xué)圖像，在大腦中自己形成三維圖像預(yù)演整個手術(shù)過程，預(yù)演的是否成功以及與實際手術(shù)過程中的差別大小可能與手術(shù)大夫的臨床經(jīng)驗與手術(shù)次數(shù)直接相關(guān)。同時每個大夫由于臨床經(jīng)驗的不同，其預(yù)想的程度可能有一定程度差別，這可能會影響到手術(shù)團(tuán)隊在操作中的配合度。在3D打印模型的幫助下術(shù)者可提前行體外模擬手術(shù)，通過多次的體外手術(shù)的模擬訓(xùn)練，可以讓手術(shù)醫(yī)生提前了解手術(shù)過程中的潛在困難，預(yù)測手術(shù)操作的風(fēng)險，在真正手術(shù)過程中可以做到簡化操作、有條不紊，從而縮短手術(shù)時間、減少患者的術(shù)中出血量，提高術(shù)者自信。同時為與相關(guān)科室的術(shù)前溝通及術(shù)中會診做好準(zhǔn)備。一項多中心研究評價了 3D 打印實體模型的優(yōu)點以及其實用性。報告指出該模型能準(zhǔn)確地反映了解剖結(jié)構(gòu)，有助于術(shù)前計劃和減少手術(shù)時間[16]。

2.2 術(shù)中應(yīng)用 卵巢癌患者初次治療的原則是手術(shù)為主，輔助化療、放療等綜合治療。對于早期的卵巢癌患者，應(yīng)行全面分期手術(shù)，對于晚期患者，則應(yīng)盡量完成最大限度的腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)。腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)與中位生存期呈正相關(guān)，同時是影響患者預(yù)后的一個獨立的危險因素。滿意的腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)可以降低患者腫瘤負(fù)荷到最小，還可以提高患者對放化療的敏感性、改善免疫應(yīng)答機制及減輕癥狀等。所以滿意的腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)，尤其是無肉眼殘留(R0)，已經(jīng)成為卵巢癌手術(shù)治療的目標(biāo)。

三維可視化技術(shù)可以將我們從生硬的二維世界帶入生動的三維立體世界，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)是三維可視化技術(shù)的進(jìn)一步延伸與發(fā)展，通過視覺與觸覺相結(jié)合的反饋，實現(xiàn)從虛擬的三維立體圖像向三維實體的物理模型的跨越式轉(zhuǎn)變，通過收集患者的CT等影像學(xué)檢查數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列專業(yè)步驟，打印出特定的3D模型，使得外科醫(yī)生可以從多個角度清晰立體的觀察到個體血管的變異情況、腫瘤橫向及縱向浸潤情況、判斷腫瘤是否侵犯血管、腫瘤的可切除性以及周圍解剖結(jié)構(gòu)。同時外科醫(yī)生可基于3D打印模型進(jìn)行術(shù)前模擬手術(shù)，根據(jù)具體情況設(shè)計出不同手術(shù)的入路和可切除的腫瘤方式，更加準(zhǔn)確、直觀的顯示盆腔血管解剖和變異分支的起源、數(shù)目，大小，分子形狀及走形等，直觀的觀察患者的解剖情況，選擇最佳的個體化的手術(shù)方案，指導(dǎo)卵巢癌手術(shù)的精確操作，減少因個體解剖差異帶來的手術(shù)失誤[17]，既避免了重要臟器及重要神經(jīng)血管的損傷，也可以更加準(zhǔn)確、干凈的清除病灶，更好的完成滿意的腫瘤減滅術(shù)。楊壁然等[18]選取80例婦科腫瘤性病變行盆腔手術(shù)的患者，隨機分為三維重建組及對照組，比較手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中熱缺血時間、術(shù)中輸血量以及術(shù)后引流量及出血時間，2組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.3 預(yù)后影響 卵巢癌初次治療的手術(shù)范圍及殘留病灶的大小是患者預(yù)后的獨立影響因素。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是晚期卵巢癌的主要轉(zhuǎn)移方式，所以淋巴結(jié)切除數(shù)目及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性也是患者預(yù)后的獨立危險因素[19,20]。腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)與中位生存期呈正相關(guān)，同時是影響患者預(yù)后的一個獨立的危險因素。術(shù)者的術(shù)前規(guī)劃以及討論均需要依靠影像學(xué)檢查，而目前我們所依據(jù)的影像學(xué)只能是單純的二維圖像，由于其單調(diào)及生硬性，對于疾病的診斷以及病情的判斷可能會有所影響，手術(shù)過程中，術(shù)者也只能通過二維圖像在頭腦中自行構(gòu)建三維模型，這便要求豐富的臨床操作經(jīng)驗，同時在一定程度上影響手術(shù)時間及手術(shù)的流暢程度，以至于會增加并發(fā)癥的發(fā)病率。

3D打印的應(yīng)用通過將二維圖像逐層分析轉(zhuǎn)化為虛擬的三維圖像，再到最終轉(zhuǎn)化成觸覺、視覺一體的3D打印模型，以獲得更好的診斷。手術(shù)醫(yī)生還可以通過3D打印實體模型進(jìn)行體外手術(shù)模擬，通過視覺與觸覺的結(jié)合，對手術(shù)部位的血管、淋巴走形及周圍臟器的解剖結(jié)構(gòu)有更加深入的了解，提前了解手術(shù)的困難及風(fēng)險，提高手術(shù)的流暢度，為減少手術(shù)時間，減少術(shù)中出血量，減少周圍臟器損傷，提高手術(shù)質(zhì)量打下了堅實的基礎(chǔ)，從而減少并發(fā)癥的出現(xiàn)。

2.4 醫(yī)患溝通 隨著社會的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步，患者就醫(yī)時心存疑慮，醫(yī)生行醫(yī)如履薄冰，導(dǎo)致醫(yī)患雙方的信任出現(xiàn)嚴(yán)重的缺失。我國的醫(yī)患矛盾相當(dāng)突出，醫(yī)患關(guān)系日趨緊張。向醫(yī)務(wù)工作人員施暴的惡性事件在全國各地經(jīng)常發(fā)生。據(jù)央視新聞2015年調(diào)查顯示：59.8%的醫(yī)務(wù)人員受過語言暴力，13.1%的受過身體傷害，僅有0.05%的醫(yī)患沖突是因醫(yī)療事故和差錯，絕大多數(shù)因醫(yī)患溝通不暢導(dǎo)致[21]。由此可知，良好的醫(yī)患溝通在構(gòu)建和諧的醫(yī)患關(guān)系中起著關(guān)鍵性作用。由于醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)行業(yè)的特殊性，其針對疾病或者診治過程中名詞的專業(yè)性以及技術(shù)性，使得醫(yī)務(wù)工作人員在對患者病情講解以及診療手段等方面溝通無形增加了困難，同時由于患者以及其家屬相關(guān)醫(yī)學(xué)專業(yè)知識的匱乏，在接收信息時難以接受與理解，同時對醫(yī)療工作的高風(fēng)險、高強度、高技術(shù)認(rèn)識不足，對醫(yī)療結(jié)果的期望值過高[22]?；挤揭坏┱J(rèn)為沒有達(dá)到自以為的理想效果，糾紛難以避免。

如何提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量，減少醫(yī)患糾紛，增加醫(yī)患之間的信任度以及加強醫(yī)患溝通的有效性已經(jīng)成為臨床工作中必不可少的部分。而術(shù)前與患者及家屬的交代與討論是落實醫(yī)療質(zhì)量核心制度中的重要環(huán)節(jié)，也是提高醫(yī)療質(zhì)量、避免糾紛的不容小覷的環(huán)節(jié)。由于卵巢位于盆腔較深的部位，解剖結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，手術(shù)風(fēng)險會相對比較高，所以術(shù)前患者及家屬更有必要詳細(xì)完整的了解手術(shù)過程以及術(shù)中可能會出現(xiàn)的風(fēng)險，故良好的醫(yī)患溝通顯得尤為重要。在醫(yī)生與患者及家屬交代病情時，為了交代準(zhǔn)確，有時會需要專業(yè)的醫(yī)學(xué)詞匯來解釋，但患者家屬的醫(yī)學(xué)水平非常有限，故很難達(dá)到一致，有時為了能夠使其家屬可以清楚了解也會通過一些通俗易懂的例子來進(jìn)行講解，但往往與理想的效果相差甚遠(yuǎn)。

3D打印技術(shù)可以通過將原有黑白的二維圖像經(jīng)過一系列步驟轉(zhuǎn)化成不同的動靜脈血管以及周圍解剖結(jié)構(gòu)可以用不同的顏色標(biāo)記的3D實體模型。將此類3D實體模型直接展示給患者及家屬，同時講解患者目前病情、手術(shù)操作的大致情況以及術(shù)后可能出現(xiàn)的一系列的并發(fā)癥等，使得患者及家屬對目前病情有更進(jìn)一步的了解，同時可以協(xié)助慎重地對手術(shù)方式及手術(shù)范圍等做出理想的選擇。Abudayyeh等[23]通過3D打印技術(shù)進(jìn)行術(shù)前疾病模型的打印，使患者及家屬了解其手術(shù)方式，接受可能存在的手術(shù)風(fēng)險，同時取得患者及家屬對醫(yī)療行為的理解與認(rèn)可，從而很大程度上減少了醫(yī)患糾紛的發(fā)生。這說明應(yīng)用3D打印模型的使用在醫(yī)患溝通方面能夠起到很好地良好的效果[24]，醫(yī)患溝通的順利進(jìn)行也在一定程度上為營造良好的醫(yī)療環(huán)境做出一定的貢獻(xiàn)，同時醫(yī)患溝通效率提高，家屬明確知曉手術(shù)風(fēng)險，全力支持手術(shù)方案，術(shù)者精神壓力減小，也為在一定程度上增加醫(yī)者對自身技能以及自身行業(yè)的自信心。

患者的信任程度是用來評估醫(yī)患關(guān)系質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，同時對患者健康狀態(tài)也具有十分重要的影響。隨著患者對醫(yī)務(wù)工作者信任的不斷提高，患者會更加積極主動的配合治療方案，增加與醫(yī)務(wù)工作者的溝通，同時患者本身對戰(zhàn)勝疾病的信心也會相應(yīng)增加，對待自己的健康狀況更加樂觀，從而其健康狀態(tài)以及生活質(zhì)量也會隨之提高。故通過3D打印技術(shù)構(gòu)建的醫(yī)患溝通服務(wù)平臺為患者提供了豐富的疾病診療信息，能明顯提升患者對醫(yī)療服務(wù)的信任度，對于改善醫(yī)患關(guān)系、促進(jìn)患者健康均有顯著的作用[25-29]。

2.5 教學(xué)應(yīng)用 婦產(chǎn)科是實踐性非常強的一門課程，但當(dāng)前教學(xué)中我們?nèi)耘f以課本為主，課本內(nèi)容盡管豐富，但多為枯燥乏味的文字內(nèi)容，學(xué)生們很難掌握復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，以致學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情不夠，學(xué)習(xí)效果欠佳。眾所周知醫(yī)學(xué)生的臨床實習(xí)是其由學(xué)生團(tuán)體轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床大夫的一個非常重要的過渡時期，同時也是逐步提高實踐能力以及不斷培養(yǎng)臨床思維的關(guān)鍵的過渡時期，所以該如何使醫(yī)學(xué)生在實習(xí)過程中更好、更快的適應(yīng)學(xué)科的臨床環(huán)境；如何使學(xué)生更完美的將所學(xué)的理論知識與現(xiàn)有的臨床實踐相結(jié)合；如何在實習(xí)或規(guī)培學(xué)習(xí)過程中提高其學(xué)習(xí)興趣以及不斷鞏固相關(guān)的臨床知識儲備想的至關(guān)重要。然而對于如此關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)，在加之婦產(chǎn)科的相對復(fù)雜性，當(dāng)前局限的教學(xué)方法顯得更為枯燥，如此使得老師教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)成為一項較為困難與艱巨的任務(wù)。

尸體標(biāo)本教學(xué)又因為尸體來源的限制、保存條件嚴(yán)格、甲醛溶液的潛在危害性及可能面臨的倫理學(xué)和法律相關(guān)問題,往往難以滿足教學(xué)的實際需要。目前傳統(tǒng)的臨床實習(xí)以及規(guī)培學(xué)習(xí)通常是通過高年資大夫講課、教學(xué)查房、病歷書寫或參與科室病例討論等形式進(jìn)行，這在很大程度上考察了學(xué)生對于本科室重點或難點疾病的了解程度，需要學(xué)生們有較多的相關(guān)知識積累。當(dāng)然，臨床教學(xué)的過程中，不可避免的需要結(jié)合相關(guān)二維圖像教材，例如：解剖圖譜、教科書等文字教材；病理組織切片、計算機斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)、彩色 多普勒超聲(US)等，這對于剛剛接觸臨床的學(xué)生而言，需要詳細(xì)的了解到疾病周圍的解剖關(guān)系，同時形成相對較為立體的圖像相對而言較為困難，課本文字內(nèi)容又較為枯燥，病理內(nèi)容機制較為復(fù)雜，影像學(xué)資料相對較為片面無法形成較為立體的模型，以至于不能進(jìn)行立體化、全方位的教學(xué)，在一定程度上束縛學(xué)生的主管能動性，打消學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，為婦產(chǎn)科的教學(xué)提供了一個全新的思路，3D打印模型可以使同學(xué)們?nèi)轿弧⒍嘟嵌攘私饣颊叩慕馄式Y(jié)構(gòu)，同時通過視覺與觸覺的雙重結(jié)合，學(xué)生能更加深刻的了解到人體結(jié)構(gòu)的大致特點，在一定程度上可以使學(xué)生們清晰的掌握盆腔解剖結(jié)構(gòu)，掌握臨床知識，從而提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性以及教學(xué)質(zhì)量，也可以提高學(xué)生們理論聯(lián)系實踐的能力以及臨床思維能力[30]。同時對于一些年輕大夫而言，日常手術(shù)過程當(dāng)中，由于術(shù)中手術(shù)視野的限制以及日常手術(shù)操作機會的缺失，不能很好的掌握住手術(shù)的操作要領(lǐng)以及操作技巧，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)也可以使他們更加直觀的觀察到患者解剖特征，術(shù)前不斷學(xué)習(xí)，強化印象，同時體外模擬手術(shù)也可以增加他們參與手術(shù)的自信心，從而提高真正手術(shù)過程中的學(xué)習(xí)效果。因此將3D打印技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生的臨床教學(xué)、婦產(chǎn)腫瘤的學(xué)習(xí)以及年輕醫(yī)師的培訓(xùn)工作當(dāng)中，可以將婦科疑難手術(shù)教學(xué)可視化和三維立體化，有助于新型婦產(chǎn)醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)。重視同時學(xué)會探索三維可視化及3D打印技術(shù)在婦產(chǎn)科學(xué)中的應(yīng)用，利用其優(yōu)勢，用最短的時間掌握最透徹的知識體系內(nèi)容。

3 3D打印技術(shù)的不足及未來展望

近年來，3D打印技術(shù)憑借其高還原性、安全性和可重復(fù)性等優(yōu)點在國內(nèi)外各個學(xué)科中的應(yīng)用越來越多，但該技術(shù)在某些方面仍存在著問題和挑戰(zhàn)。3D打印耗時比較長，打印一個模具一般需要5 h以上，同時收集病例數(shù)據(jù)資料，對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析，建立計算機模型也需要一定時間[31]。3D打印費用比較高，包括人工費、材料費、成像費用等[32]。由于3D打印最初用于工程學(xué)而非醫(yī)學(xué)，故缺乏相應(yīng)的專業(yè)人員，在一定程度上限制了該技術(shù)的發(fā)展[33]。關(guān)于3D打印技術(shù)制造所需條件以及打印實體模型所需要的智能材料性能雖然有了初步的發(fā)展，但目前隨著3D技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對其精細(xì)度有了更高的要求，仍缺乏復(fù)雜智能材料構(gòu)件有效制造方法，需要進(jìn)一步研究，但我們堅信3D打印技術(shù)憑著高精確度、個體化等獨特優(yōu)勢，其臨床效果會越來越明顯。隨著3D打印價格合理化，專業(yè)技術(shù)人員的不斷增加，其在臨床領(lǐng)域大范圍應(yīng)用也會起到很好的作用。同時隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、完善，3D打印技術(shù)在治療婦科腫瘤方面的應(yīng)用將會實現(xiàn)新的突破。

4 4D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)是在計算機的輔助操作下，通過噴射、擠壓、熔融以及光固化等進(jìn)行制作，最終得到觸覺與視覺相統(tǒng)一的三維實物。但我們所打印出來的3D實體模型只能表示某一時刻的患者體內(nèi)狀態(tài)，但具體隨著時間的推移會發(fā)生何種變化，我們無從知曉。近年來，隨著技術(shù)人員對新型智能材料、數(shù)據(jù)到實體的操作過程及其機體刺激機制的不斷研究發(fā)展，可以對人體內(nèi)外環(huán)境變化進(jìn)行反應(yīng)的4D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用受到關(guān)注不斷增加。

4D打印技術(shù)可以減少3D打印模型的靜態(tài)局限性。其關(guān)鍵在于新型智能材料及其相應(yīng)的機體刺激因素。4D打印是在3D打印的基礎(chǔ)上賦予時間軸上的形變，例如可以充分模擬人體組織愈合與再生的動態(tài)系統(tǒng)。給原有的3D打印技術(shù)注入了新的生命活力。2013年在美國TED大會上麻省理工學(xué)院的Tibbits[34]向與會者首次展示了4D打印技術(shù)。通過研究發(fā)現(xiàn)，4D打印一項革命性的實用工具，其所用的經(jīng)典材料是溫敏性的形狀記憶材料。4D打印技術(shù)通過使用溫敏性形狀記憶材料等智能材料，在3D打印技術(shù)的仿生學(xué)基礎(chǔ)上實現(xiàn)動態(tài)的復(fù)雜構(gòu)成組件的自由變形，也正是由此，4D打印技術(shù)才可更加精確的模擬人體組織的愈合以及逐步恢復(fù)再生的過程。4D打印可應(yīng)用于藥物的傳送、生物支架、組織的自愈、器官的打印、人工血管等等[35-39]。

4D打印是多學(xué)科互相合作、發(fā)展而生成的一門交叉融合技術(shù)，如計算機學(xué)、材料學(xué)以及生物學(xué)等等，所以其發(fā)展也會在一定程度上受到相關(guān)學(xué)科發(fā)展的影響與制約。當(dāng)然無論3D打印技術(shù)，還是4D打印技術(shù)都算是醫(yī)學(xué)方面的革命性工具，但其在婦科腫瘤手術(shù)方面的應(yīng)用仍存在著極大的挑戰(zhàn)。