3D打印技术在骨科临床的应用
3D打印技术在骨科的应用和展望
3D打印技术在骨科的应用和展望摘要：近年来，随着3D打印概念不断发展，3D打印技术在全球的应用越来越广泛，其中生物医疗领域是3D打印技术的重要应用之一。
文章介绍了3D打印技术在医疗骨科领域的应用和未来展望。
关键词：骨科；应用；3D打印；定制化3D打印是直接根据三维数据，通过自动化控制，将材料逐层加工、叠加成形，从而获得构件的加工技术，具有制造周期短，响应速度快等特点。
3D打印技术能够根据医学影像数据，将虚拟图像转换成三维实物，实现个性化设计和解剖学匹配，为临床医学构建准确的病理模型和适合患者的定制化植入物。
随着3D打印技术的进步和可打印材料的发展，该技术在生物医疗领域的应用越来越广泛，骨科领域是3D打印技术最早实现产业化的医疗应⽤领域之⽤。
一、创伤外科的应用1.四肢骨折治疗通过术前的准确评价和骨折分型的确定，可以确定骨折治疗方案。
对于复杂的关节面骨折，其解剖结构复杂、血管畸形多、复位难度高，而常规的CT成像只能在平面上对骨折进行观察，手术方案依赖医生的立体想象和经验判断等，术前要有充分的准备。
由于病情的复杂和多变，即使医生技术高超，也存在着手术难度高、手术时间长等问题。
利用3D打印技术，可以将骨折模型预先打印出来，用于术前分析准备和术中过程模拟，从而降低手术难度、缩短手术需要的时间。
2.定制个性化内固定物对于一些先天性骨骼发育畸形或复杂骨折的治疗，由于其临床解剖学类型与正常解剖学不相符，医生需按临床经验和手术操作要求对内固定物进行调整、塑形，但单凭临床经验术中处理的固定物与实际情况并不一定相符，反复被塑形的固定物也会引发安全风险。
在手术前，根据病人的实际情况，设计并3D打印制造出适合患者的个体化内固定物，可有效减少手术过程风险。
二、脊柱外科的应用大部分脊柱外科都是通过钉棒系统来恢复脊柱的稳定性。
例如脊髓压缩性骨折和椎体滑脱会影响脊柱的稳定性，利用钉棒系统的撑开复位作用可以很好的恢复脊柱的生物力学稳定性。
3D打印技术在骨科临床教学中的应用
3D打印技术在骨科临床教学中的应用摘要：3D打印（3D Printing）又称快速成型（Rapid Prototyping，RP）技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等粘合材料通过逐层堆叠累积的方式制造三维实体的先进技术。
近年来，随着3D打印技术的成熟，价格的下降，其应用范围逐渐从工业领域扩展到医疗、教育等领域。
医学3D打印首先通过CT或MRI获取原始数据，经过软件处理后建立三维数字模型，根据临床需要，借助计算机辅助制造（Computer Aided Design，CAD）软件进行修改和应用设计，最终将数据输入到3D打印机完成打印。
随着医学图像技术的发展，3D打印技术率先在颅颌面和整形外科开展了临床应用并取得成功，一定程度上也促进了骨科医师将3D打印技术应用于临床工作中。
关键词：骨科；临床教学；3D打印技术引言3D打印技术起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。
3D打印是基于材料累加概念和叠层制造方法，在计算机的控制下，根据物体的CAD模型或CT等数据，通过材料的精确堆积制造原形的一种基于离散、堆积成型原理的数字化成型新技术，可自动而迅速地将设计思想转化为物理试验模型或直接制造零件，这样就可以制造出外形与结构等同于原形的、具有复杂空间结构的模型。
CT三维重建和快速成型技术的结合可制造出1：1等大的、高度仿真患者伤情的模型已成为现实，目前已经在临床上得到了初步的应用。
一、3D 打印模型特点和设备（一）、特点能帮助学生直观地理解颌骨病变及缺损的解剖部位，更明确地反映其三维空间关系；型和镜像模型所提供的三维结构可多视角观察、实体感强，可反复进行模型外科操作；更为直观地引入以咬合修复为目标的颌骨功能性重建理念；缩短学习过程、提高学习效率、激发了学生的积极性、能动性以及解决问题的能力，可使学生参与实际手术的设计，加强学生的学习兴趣，提高学生的创新能力。
（二）、设备3D 打印过程的关键设备是3D 打印机，它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要包括高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等，此外还涉及新型打印材料的开发、不同设备不同材料打印工艺的研究、产品创新设计等众多方面。
3D打印在骨折固定中的应用
3D打印在骨折固定中的应用
3D打印骨折固定的设计理念
3D打印骨折固定的设计理念
▪ 定制化设计
1.根据患者的具体骨折情况和解剖结构进行定制化设计，提高固定的准确性和适配性。 2.利用3D打印技术的高精度和复杂性，能够制造出传统方法难以实现的个性化固定装置。
▪ 生物相容性
1.选择生物相容性良好的打印材料和工艺，减少排异反应和感染风险。 2.通过3D打印制造具有生物活性的骨折固定装置，促进骨折愈合和组织再生。
▪ 培训与教育
1.加强医学教育，培养更多的骨科医生和工程师掌握3D打印技 术，提高技术应用水平。 2.开展公众科普宣传，提高患者对3D打印技术的认知度和接受 度，为技术的推广应用创造良好的社会环境。
未来展望与挑战
成本与效益
1.进一步降低3D打印技术的成本，提高其在骨折固定治疗中的 性价比，为更多患者提供可及的治疗方案。 2.开展卫生经济学研究，评估3D打印技术在骨折固定领域的经 济效益和社会效益，为未来推广提供依据。
3D打印在骨折固定中的应用
临床案例分析与评估
临床案例分析与评估
▪ 案例一：胫骨骨折固定
1.患者情况：中年女性，胫骨骨折，骨折类型为螺旋型骨折。 2.打印材料：选用生物可降解的聚乳酸材料，具有良好的生物 相容性和降解性。 3.固定方式：采用3D打印定制的个性化钢板进行固定，符合骨 折部位的解剖形态。
3D打印材料与生物相容性
▪ 提高3D打印材料的生物相容性
1.通过改变材料的表面结构或化学成分，可以提高3D打印材料 的生物相容性。 2.采用生物活性材料或添加生物因子，可以促进人体组织与3D 打印材料的融合和生长。 3.在3D打印过程中，优化工艺参数和后期处理方法，也可以提 高3D打印材料的生物相容性和固定效果。
3D打印技术在医学方面的应用研究
3D打印技术在医学方面的应用研究随着科技的不断进步和发展，越来越多的技术应用到了医学领域。
3D打印技术，也被广泛地应用于医学领域。
本文将从骨科、牙科、脑神经外科、眼科、心血管等方面来讨论3D打印技术在医学方面的应用研究。
骨科在骨科领域中，3D打印技术的应用主要包括临床手术模拟、定制化手术导板及人工关节等。
比如对于螺钉、凿子等切削工具和内固定伺服器械，可以通过3D打印技术打印实际尺寸、材质的物理模型，供医生在手术前进行操作模拟，降低手术过程中的风险。
此外，通过3D打印技术，医生可以根据每个患者的特殊情况，制作手术导板和人工关节，以协助手术和提高手术质量。
牙科在牙科领域中，3D打印技术主要应用于制作牙齿的模具、牙套等。
通过3D打印技术，可以制作高精度的修复模具，提高修复效率和精度，同时保证患者的修复效果。
此外，在牙齿移动矫正的治疗过程中，3D打印技术也可以制作高精度、定制化的牙套，为患者提供更好的治疗方案和效果。
脑神经外科在脑神经外科领域中，3D打印技术的应用主要集中在手术计划及操作过程中。
通过3D打印技术，医生可以在手术前制作出精确的人体脑部模型，以便进行手术模拟和规划。
此外，在手术操作过程中，3D打印技术也可以用于制作精确的手术模板，以减少手术过程中的误差，提高其精准度。
眼科在眼科领域中，3D打印技术主要应用于制作植入式眼镜片、人工眼眶等。
通过3D打印技术，医生可以根据患者的眼部情况，制作高度个性化的眼镜片，提高其矫正效果。
此外，对于一些眼部缺损患者，3D打印技术可以制作出定制的人工眼眶，并且可以将其与其他眼部组织进行粘合，最终能够还原完整的眼部结构。
心血管在心血管领域中，3D打印技术主要应用于手术规划及模拟。
通过3D打印技术，医生可以制作出精确的心脏、血管模型，以帮助其进行手术模拟、规划和操作。
此外，在一些心脏瓣膜等手术中，也可以通过3D打印技术来制作出高精度、定制化的心脏瓣膜，提高手术的成功率和效果。
骨折修复的新技术D打印在骨科手术中的应用前景
骨折修复的新技术D打印在骨科手术中的应用前景骨折修复的新技术3D打印在骨科手术中的应用前景近年来，随着科技的不断进步和医学领域的发展，骨科手术修复的方法也不断创新。
其中，3D打印技术正逐渐成为骨科手术中的热门应用。
本文将探讨骨折修复的新技术3D打印在骨科手术中的应用前景，并分析其优点和局限性。
一、3D打印技术的介绍3D打印技术是指通过一系列的制造工艺，在计算机辅助设计的基础上，将可溶性材料层叠成三维结构，并将其逐渐固化，最终得到具有复杂形态的物体。
在骨科手术中，使用3D打印技术可以根据患者的具体情况，制作出个性化的骨折修复材料。
二、3D打印技术在骨科手术中的优势1. 个性化设计：传统的骨折修复材料通常是标准化生产，无法完全适应患者的个体差异。
而采用3D打印技术，可以根据每位患者的具体情况，进行个性化设计和制造，提供更加贴合患者骨骼形态的修复材料。
2. 更好的修复效果：通过3D打印技术，可以根据患者的骨折位置和严重程度，制作出更加精确、完整的修复模型，从而实现更好的修复效果。
与传统的修复材料相比，3D打印材料在形态和功能上更加接近真实骨骼，促进骨折的愈合和生长。
3. 缩短手术时间：在传统的手术中，外科医生需要将标准化的修复材料进行尺寸调整和改装，以适应患者的骨骼结构。
而采用3D打印技术，可以直接根据患者的数据制作出合适的修复材料，减少手术中的步骤和时间。
4. 减少感染风险：由于3D打印材料是根据患者的个体数据进行制造，可以实现精确贴合，减少材料与患者骨骼间的间隙。
这样可以降低感染的风险，提高手术的安全性。
三、3D打印技术在骨科手术中的局限性尽管3D打印技术在骨科手术中具有许多优势，但也存在一些局限性。
1. 制造成本高：由于3D打印技术需要使用特殊的设备和材料，制造过程相对较为复杂，导致制造成本相对较高。
这在一定程度上限制了3D打印技术在临床中的推广应用。
2. 时间成本较高：尽管3D打印过程在定制化方面具有优势，但由于需要较长的时间来制作和加工材料，这增加了手术的等待时间和治疗周期。
3D打印技术在骨科的应用现状及发展趋势探讨
3D打印技术在骨科的应用现状及发展趋势探讨李 晨，刘 深，杜志军（郑州市骨科医院，河南 郑州 450000）摘要：3D打印技术发展促使了在医疗领域尤其是骨科领域应用上进展。
本文对3D打印技术在国内骨科领域的应用现状进行了介绍和分析，探讨了应用过程中面临的主要问题和挑战，结合医学影像信息化工作流程和影像三维重建技术的发展，提出了对未来流程优化方面的发展趋势和见解。
关键词：3D打印；三维重建；医学影像存档传输系统；骨科3D打印技术是一种基于增材制造的快速成型技术，它以数字模型文件为基础，运用特定的可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。
由于其可以快速、高效的满足高难度、复杂、个性化的设计和制造需要，因此3D打印技术在各个行业领域中的应用逐渐受到重视并得到不断发展。
目前，3D打印在医疗行业已经在新药研发、临床诊断与治疗方面开始进行初步的尝试。
在骨科学领域，随着信息化、数字化技术与骨科学的联系日益紧密，传统骨科学诊疗行为模式发生了深刻变革，逐步从经验化、大体化、轮廓化向标准化、精准化、个性化及数字化的方向发展。
3D打印技术作为数字化技术的集中体现，是实现各种骨科手术个体化、精准化的有效手段。
1 3D打印技术在国内骨科的应用现状在传统的骨科诊疗工作模式下，医师在手术前会根据患者的CT、磁共振等医学影像检查资料来了解手术部位的结构。
面对CT、磁共振影像这些的二维平面数据，要求医师有足够丰富的经验和想象才能把二维平面的数据立体化，以便于医师在手术过程中更加容易找到病灶的部位。
而借助于影像三维重建和3D打印技术，依据患者的医学检查影像（CT、磁共振检查等）进行医学影像的三维数字建模，并通过3D 打印技术来实现如下应用。
（1）个体化模型。
可以通过3D打印建模的器官模型做手术预案或模拟手术预演习，可以在一定程度上帮助医生提高复杂手术的成功率、降低手术风险、缩短手术时间。
目前，3D打印技术在应用中，能根据CT三维重建技术，构建1:1大小的3D模型，医生、患者及家属均能通过模型直观的进行视觉、触觉的体验，为疾病诊断、手术操作前演练、术前手术方案设计、术中辅助操作及术后恢复等提供应用场景。
国内3D打印在医疗临床十大应用案例共19页
一、3D打印用于足踝手术手术风险降低
3D打印出的骨头和患者真实的骨头在外形上可以实现1：1的效果，相当于是将 患处的骨头“搬运”了出来。武汉大学人民医院骨三科主任李亚明教授介绍，涉及 到足踝关节等复杂部位时，传统影像报告的局限性往往让专家们“眼见不一定为 实”。如何矫形、切口如何设计、要涉及哪些关节，这些都不十分明确。医生只能 依靠以往的经验一点点地截骨，导致患者的创伤和风险也随之增加。
董教授表示，3D打印技术成功应用于肝胆外科手术，实际上是精准医疗的体现。
精准医疗的核心是将现代科学技术与传统医疗相融合，借鉴循证医学方法，个体化 选择最低消耗、最小损害、最佳疗效作业。以前只能通过电脑实现的3D效果，现在 通过3D打印后1∶1的比例将模型带入手术室与术中进行比对，实时引导重要管道的
3D打印技术在准确定位病灶与重要脉管结构的关系上发挥了重要作用，不但可 以快速制造出与术中大小位置完全一致的透明化3D模型，也使外科医生跳出“凭空 想象”的窘境，在术前即可从多维度真实预见术中情形，明确重要管道的走行，制 定手术路径和程序并预演手术。在3D打印技术的辅助下，外科医生可借助肝脏及解 剖机构的3D图形，精确定位病灶并确定手术路径，实现完整切除病灶和避免重要解 剖结构损伤的多目标优化。
六、3D打印应用于牙科
从青岛口腔医院获悉，现今牙齿错颌畸形的发病率非常高，七成青少年牙齿存 在畸形。该院正畸科专家高杨说，牙齿畸形不及时矫正容易诱发牙周病。
3D打印技术在骨科领域的研究进展
了用于生物材料快速成型的 ３ Ｄ打 印设备 ，正式将 ３ Ｄ打印技术引入到生命科学领域。
１ ． ２ 概 念及 原 理
骨盆及颅颌面中应用 ３ Ｄ打印技术 。 如邓爱文 。 在
Байду номын сангаас
髋 臼骨折术 中，采用 ３ Ｄ技术打印患者仿真骨盆模 型， 在腹腔镜辅助下行 复位 内固定术 ， 手术取得了
成功。３ Ｄ打印技术截骨矫形 中也有应用 ， 在肱骨远 端骨折 畸形愈合 的治疗 中应用个性化截骨矫形模 板， 可 以精确地指导截骨的大小和角度【 ｌ １ １ 。将 ３ Ｄ导
取 得 了 良好 的重建 效果 ［ １ ３ ］ 。
坐标方 向逐层堆积 ， 形成三维实１ 本 【 ” 。
２ ３ Ｄ打 印技术在 骨 科各邻 域 中 的应用 ２ ． １ 初 级阶段 ： 制作 实体 模 型
２ ． ２ 中级 阶段 ： 内置物及 假体 的 个性化 治疗
目前临床 中使用的 内置物及假体均为标准规 格， 甚至有部分 内置物及假体并不是按亚洲人的骨
１ ． １ 起 源
提高手术操作 的准确性 ， 节省手术时间 ， 降低手术 风险 ； 并且在术前便于与患者沟通 ， 可以让患者清
楚、 方便 的了解手术 的方式方法 ， 利于患者理解手
术的难度及风险。这一阶段技术 已较成熟 ， 目 前在 临床应用 已较普遍 。如在腰椎多节段峡部嘲 、 脊柱畸 形［ ３ １ 、 髋关节严重畸形 ， 全髋关节置换术 、 髋关节翻
目前 ，在医学领域各个学科都能见到 ３ Ｄ打印
技术 的应用 ， 其已从简单的塑料模型制造发展到可 以打印组织 、 器官模型 ， 内植入物 、 假体， 甚 至可以 打印出具有生物活性的肌 肉、 骨骼等组织。由于 ３ Ｄ
骨科3D打印技术的应用
骨科3D打印技术的应用在医疗领域，随着3D打印技术的不断发展，越来越多的医疗机构开始尝试将这项技术应用于临床治疗。
骨科3D打印技术可以为患者提供更为准确和个性化的治疗方案，同时也能够减少手术风险。
下文将从骨科3D打印技术的特点、应用以及未来展望三个方面来阐述这项技术的重要性。
一、骨科3D打印技术的特点骨科3D打印技术是一种基于患者个体化的治疗方式，它可以根据患者的具体情况打印出量身定制的人工假体或者手术导板。
相对于传统的手术导板，3D打印制造的导板可以更加准确地贴合患者的骨头，从而减少手术中误差的出现。
此外，骨科3D打印技术还可以打印出人工骨质材料，这些材料可以用于植入骨髓空洞中，帮助骨骼恢复稳定。
同时，这些人工骨质材料具备可降解的特性，可以逐渐被人体吸收，不用再进行二次手术。
二、骨科3D打印技术的应用当前，骨科3D打印技术主要被应用于以下方面：1. 手术导板制造：3D打印技术可以按照患者的骨骼形貌和病情需求打印出手术导板，这些导板可以帮助外科医生在手术过程中更加准确地进行切割和安置人工物。
2. 人工假体生产：骨科疾病和创伤往往需要患者进行人工假体置换治疗。
3D打印技术可以根据患者的具体情况打印出量身定制的人工假体，最大限度地减少人工假体的不适应症状。
3. 人工骨材料制造：3D打印技术可以生产出设计独特、质量可控的人工骨骼材料，这些材料可以用于修补创伤和缺损的骨骼。
三、未来展望随着3D打印技术不断发展，骨科3D打印技术也将会有新的应用和发展。
1. 智能手术导板：目前，3D打印技术可以根据患者的具体情况打印出手术导板。
相信在未来，手术导板将会更加智能化，能够通过人工智能和大数据分析，更加准确地支持外科医生进行手术操作。
2. 骨材料更加个性化：3D打印技术可以让医生更加准确地制定治疗方案，同时也可以让患者更加个性化地选择治疗方式。
在未来，这项技术将会更加成熟，打印出的骨材料将会更加符合患者的身体情况，从而让治疗效果更加显著。
3D打印骨折模型在骨科实习生教学中的应用
3D打印骨折模型在骨科实习生教学中的应用发布时间：2021-07-07T16:10:13.843Z 来源：《中国医学人文》2021年1月1期作者：王宇茅[导读] 当前，3D打印技术越来越多地用于临床医学。
王宇茅（铜仁市人民医院；贵州铜仁554300）摘要：当前，3D打印技术越来越多地用于临床医学。
在骨科，对于脊椎关节的复杂变形病例，将放射影像和3D打印的真实材料被组合起来进行单独的精确教育实验。
然后，学生在模型中模拟手术，定义个体手术计划，了解疾病的病因和病理学，掌握空间和解剖结构，并进行培训以准确地提高模拟手术的可能性和个体目标。
3D打印模型使学生可以更直观、更生动地体验表壳的解剖形状及其变形特征。
该模型的实际工作极大地提高了课堂学习的兴趣和活动，并有助于促进个人临床思维，强化学习的质量和影响具有广阔的应用前景[1]。
关键词：3D打印；骨折模型；教学前言：随着过去十年科学技术的进步，3D打印的成本已大大降低，并且这种基于数字模型的快速原型技术已从用户的颅骨修复颅骨缺损迅速扩展到各个医疗领域。
从人类耳廓到气管软骨，3D打印技术在临床医学中的用途比以往任何时候都多，特别是对于外科医生，3D打印技术在一定程度上改变了手术计划的制定，手术器械的改进以及个性化工具和内部设备的创建。
目前，除了手术干预之外，3D打印体积模型还广泛用于基础科学研究，医学生教育外科培训和患者教育医疗保健中。
1、3D技术与骨科教学骨科与矫正科不是同一专业，但它们与解剖学形状以及外科或人工干预密切相关。
这是因为人体的解剖形状和结构在临床实践、骨科理论以及临床教育医院中，都起着重要作用。
传统的骨科专业模型和教科书是参照正常解剖学形式批量生产的，并且仅在医学生学习人体解剖学时才有用。
很难反映进入临床阶段的肌肉骨骼形态的个性和准确性。
基于计算机技术的二维或三维图像有助于获取足够的视觉信息，但是使用双手和工具进行外科手术，教育和科学研究的整形外科医生仍然缺乏直观的触觉和可操作性。
3D打印在骨科中的应用
精品课件
• 目前国内外已经广泛开展了3D打印个性化接骨板、个体化 人工关节假体的临床应用研究。
• 对于关节严重畸形以及特殊部位的骨肿瘤患者，手术方案 的制定非常具有挑战性，如假体型号的选择、假体安放位 置的准确以及畸形的矫正程度等都是术者面临的难题。
精品课件
3D打印局限
• 材料的限制：虽然目前可以实现塑料、某些金属或者陶瓷 打印，但打印的材料都是比较昂贵和稀缺的，尚无法支持 各种材料、特别是生物材料的打印；材料的力学性能也是 目前研究的热点和要点。
• 加快3D生物打印研究与开发：除了研制适合3D打印的生物 材料和“墨水”外，还要研究细胞和生长因子与材料复合 的最佳浓度；打印时如何达到无菌、无热源、保持细胞／ 生物活性因子的活力、维持组织结构完整性等要求。辅以 材料的微米、纳米技术；可根据需要设定特定的孔隙率、 交联；显著提高支架的生物学及力学性能，使其有利于细 胞黏附、增殖、分化，从而促进骨组织生长及骨折愈合， 有助于缩短患者的恢复期，有利于节省患者的医疗成本。
• 可以直接“打印”出功能性的人体器官和组织。在骨组织 工程领域，3D 打印技术主要用于制作结构复杂、形状各 异的组织工程支架，甚至打印组织工程人体器官。
精品课件
实例应用（一）
• 桡骨头粉碎性骨折
• 患者摔伤右肘关节肿痛、活动受限1小时。查体：右肘部 见皮肤挫擦伤痕，局部肿胀明显，压痛，扪及骨擦感，肘 关节旋转功能障碍，腕指活动良好，指端血运皮肤感觉可
• 同时医生在术前可以在模型上进行模拟手术操作和练习， 对术中内固定物进行预塑形，提高手术操作准确度可以明 显的减少了术中X线的应用次数、节省手术时间。
3D打印在骨科中的应用ppt课件
3D打印定义
3D打印(three-dimensional printing)技术是目前 骨科领域的研究热点，特别是2014年度国内外均相 继报道了系列临床成功应用的典型案例，掀起了一 阵“3D骨科热”，引起了临床医生、相关研究人员 及企业的极大兴趣与技术追踪。
3D打印技术即快速成型(rapid prototyping，RP)技 术的一种，它是一种以数字模型文件为基础、以数 字技术材料打印机为载体、采用粉末状金属或塑料 等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的 技术。
体的一种设备，被称之为3D立体打印技术。
历史
3D打印技术出现在20世纪80年代中期，实际上是一 种利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。
1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机； 1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利； 2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上
然后再根据临床需要，借助CAD软件（Computer Aided Design计算机辅助设计）对3D图像进行修改， 获得最终打印模型的标准格式数据。
后处理完成后将数据传输至3D打印机，根据需要选 择不同类型的3D打印技术进行三维物理模型及术中 模板的打印。
其中，有学者认为CAD计算机辅助设计是3D打印技术 的核心。
3D打印局限
个性化定制治疗与规模化制造、群体治疗相兼顾研 究：目前3D打印只是适合一些小规模制造，尤其为 高端的定制化产品；3D打印尚无法应用于大量生产， 这与临床的通用化治疗显然不相适宜，如何兼顾二 者进行研究应该是一个方向。
知识产权的保护：采用3D打印技术几乎可以复制所 有的医疗器械，如何保护知识产权、避免产权纠纷， 也是我们面临的问题之一，有待政府部门制定相应 的政策法规或指导原则。
【课题申报】骨科手术的3D打印应用
骨科手术的3D打印应用课题申报：骨科手术的3D打印应用一、研究背景和意义骨科手术在医学领域中占据着重要的地位，针对各种骨骼疾病和损伤，骨科手术是恢复患者骨骼功能的主要治疗方式之一。
传统的骨科手术中，医生依靠临床经验和医学影像学等辅助手段进行手术操作，缺乏直观的解剖结构和手术模型，手术风险较高，手术效果难以保证。
而随着3D打印技术的快速发展和应用，其在骨科手术中的应用逐渐成为热点，具有重要的临床价值和前景。
本课题旨在利用先进的3D打印技术，应用于骨科手术领域，借助3D打印技术所提供的直观、个性化的解剖模型和手术模型，减少手术风险，提高手术效果，为骨科手术的规范化和精确化提供技术支持。
通过深入研究、实践和验证，该课题的最终目标是建立一套完整的骨科手术3D打印应用方案和操作规范，为骨科手术的发展和临床应用提供新的思路和技术手段。
二、研究内容和技术路线1. 骨科手术3D打印技术的原理和方法：本部分主要对骨科手术3D打印的技术原理进行研究，基于CT、MRI等医学影像学数据获取患者骨骼结构信息，利用3D打印技术实现患者个性化解剖模型和手术模型的构建。
2. 骨科手术解剖模型和手术模型的优化和设计：在构建解剖模型和手术模型的过程中，本课题将研究如何优化模型的结构和形态，提高模型的逼真度和精确度。
此外，通过设计合理的支撑结构，保证模型的稳定性和可操作性。
3. 骨科手术模拟和操作平台的构建：通过结合虚拟现实（VR）技术和3D打印技术，构建一套骨科手术模拟和操作平台，让医生可以在虚拟环境中操作3D打印的手术模型，模拟真实手术操作的过程，提高手术技能。
4. 骨科手术3D打印应用方案的实验验证和评价：通过选择典型的骨科手术案例，对骨科手术3D打印应用方案进行实验验证和评价，比较传统手术方法和3D打印辅助手术的效果和风险，进一步验证3D打印技术在骨科手术中的应用价值。
三、预期成果和影响1. 建立骨科手术3D打印应用方案和操作规范，为骨科手术规范化和精确化提供新的技术手段。
3D打印在医疗骨科方面的应用
±0.005” or 0.0015”/in ± .127mm or .0381mm/mm ABS-M30, ABS-M30i ABS-ESD7, ASA, PC PC-ISO, NYLON 12 InsightTM ABS-M30, ABS-M30i, ABS-ESD7, ASA, PC, PCISO, NYLON 12 ULTEM® 1010, ULTEM® 9085 InsightTM
Application: 应用 • Ensure accurate screw placement before inserting into the bone 骨钉插入骨前确保准确植入 • Materialize patients’ broken bones in emergency situations 实现骨折患者的紧急情况 • Print patients’ bone models to rehearse for surgery 打印患者的骨模型排练手术
郭教授隋梁，骨伤科，中国香港大学
骨科应用案例–用3D技术定制符合人体工学的假体
上海交大医学院附属上海市第九人民医院
F O R A 3 D W O R L D TM
19岁的内蒙女孩从小患上“麻花腿”，为了不是用拐杖，倔强的女孩一直用单腿 跳着上学。 这个病例之罕见，医生都无法描述病情病理，只能借助照片表达，女孩求医之处 医生都建议截肢。九院戴尅戎院士领衔的医疗团队利用3D打印技术找到病因并研究 手术方案，并为她定制符合人体工学的假肢。手术后一个月，女孩有生以来第一次 用两条腿走路，11个月后已经可以使用拐杖上下楼，三年后的今天，这个大学三年 级的女孩已经可以不用拐杖上楼梯了。
• • • • • 效益 增加40%的生产模式 更快的生产时间 更现实的模型 更多的培训机会
临床应用中的骨科手术创新方法
临床应用中的骨科手术创新方法骨科手术是一项非常重要的临床应用，它涵盖了骨骼系统各种疾病的治疗和修复。
随着科技的不断发展，骨科手术创新方法也随之涌现，为患者提供更加优质的治疗效果。
本文将探讨一些目前在临床应用中广泛使用的骨科手术创新方法。
一、立体定向技术立体定向技术是一种通过计算机辅助设备帮助医生精确定位手术切口和操作工具的方法。
这种创新方法可以提高手术的准确性和安全性，减少手术时间和创伤。
立体定向技术被广泛应用于脊柱手术、关节置换手术等骨科手术中，为患者提供更精确的治疗效果。
二、骨科3D打印技术骨科3D打印技术是一种利用3D打印技术制作骨科假体或修复器械的方法。
传统的骨科假体或修复器械通常需要进行定制，费时费力。
而骨科3D打印技术可以根据患者的具体需求和手术要求进行定制制造，大大提高了手术的效率和准确性。
同时，骨科3D打印技术还可以用于打印骨骼模型，为医生在术前进行手术规划提供了重要的参考依据。
三、微创手术技术微创手术技术是一种通过尽量减少切口和破坏周围组织来进行手术治疗的方法。
相对于传统的开放手术，微创手术能够减轻患者的疼痛感，恢复时间更短，创伤更小。
微创技术在骨折修复、关节镜手术等领域得到广泛应用，为患者带来更好的手术体验和治疗效果。
四、全髋关节复苏治疗全髋关节复苏治疗是一种应用于退行性骨科疾病的创新方法。
相对于传统的全髋关节置换手术，全髋关节复苏治疗能够保留患者的髋关节，恢复其正常功能。
这种创新方法不仅可以减少手术风险，还可以减轻患者的疼痛感，提高生活质量。
五、运动康复辅助技术运动康复辅助技术是一种通过运动训练和辅助设备帮助患者恢复骨骼功能和活动能力的方法。
这种创新方法在骨科手术后的康复过程中发挥重要作用，可以加速患者的恢复速度，降低康复风险。
运动康复辅助技术可以根据患者的具体情况进行个性化调整，提供更加精细的康复方案。
综上所述，临床应用中的骨科手术创新方法涵盖了立体定向技术、骨科3D打印技术、微创手术技术、全髋关节复苏治疗以及运动康复辅助技术等多个方面。
骨科疾病的新技术和新方法
骨科疾病的新技术和新方法骨科疾病一直是临床上常见的病症，随着医学技术的不断发展，骨科疾病的治疗手段也在不断地更新换代。
本文将介绍一些骨科疾病治疗的新技术和新方法，以帮助患者更好地了解疾病的治疗方式。
一、3D打印技术在骨科疾病治疗中的应用众所周知，骨科疾病的治疗往往需要进行骨折复位、骨髓抽取等手术操作，而传统的手术方式存在许多缺陷，例如手术时间长、难以准确地定位和操作等问题。
近年来，3D打印技术的出现为骨科手术带来了全新的解决方案。
利用3D打印技术，医生可以根据患者的实际情况，快速制作出一个尺寸精确、形态完整的骨模型，以帮助医生更好地了解患者的病情，并在手术前制定出更为精确和有效的手术方案。
此外，医生还可以利用3D打印技术打印出骨修复材料等辅助手术器材，用于手术时的精确定位和操作，提高手术的安全性和效率。
二、微创技术在骨科疾病治疗中的应用传统的骨科手术往往需要开刀进行手术治疗，术后恢复时间长，伤口疼痛明显，容易留下瘢痕。
而随着现代医学技术的不断发展，微创手术逐渐得到应用，成为目前骨科疾病治疗的主流。
微创手术是指采用微小切口、微型内窥镜等技术手段进行手术治疗的方法。
该方法具有创伤小、减少手术时间、缩短住院时间等优点，术后疼痛明显减轻，患者快速恢复，同时能够避免开刀造成的大面积伤口和瘢痕。
目前微创技术在骨科疾病治疗中已广泛应用，例如关节镜手术、椎间孔镜手术、微创植入人工关节等。
三、应用区域神经阻滞技术减轻手术疼痛在骨科手术过程中，患者往往会面临手术疼痛问题，而传统的疼痛处理手段往往需要大量地应用镇痛药物，不仅费用高昂，而且有副作用和风险。
近年来，应用区域神经阻滞技术成为一种创新的疼痛处理手段，在骨科手术治疗中得到了广泛应用。
应用区域神经阻滞技术利用神经阻滞剂对神经进行阻滞，从而减轻手术疼痛。
该方法具有副作用小、恢复迅速等优点，同时能够减少镇痛药物的使用量，降低不必要的治疗费用。
目前应用区域神经阻滞技术已逐渐被应用于各类骨科手术治疗中，例如人工关节置换、骨折手术等。
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长沙市第三医院骨科
雷青
3D打印概念和原理
概念
又称为增材制造（additivemanufacturing AM），是一种以数字模型 文件为基础，粉末状塑料或金属等可粘合材料，通过逐层打印的方式 来构造物体的技术，无需传统加工机床和模具。
打印技术: 一场悄然兴起的工业革命
3D打印技术的发展
CASE 1
Female，16y高处坠落伤：骨盆骨折（C1.2），右股骨干粉碎性骨折 （C1），右胫骨Pilon骨折（C3）、右腓骨骨折 （B2），腰1压缩性骨 折
术后 影像 资料
术后半年随访影像学资料
CASE 2
Male 43岁高处坠落伤 右胫骨平台骨折 SchatzkerⅥ型
CASE 10
Male 53岁 C7椎体及附件破坏----孤立性浆细胞瘤
C5-7前方软组织 影增宽
支持浆细胞瘤
C7椎体及附件破坏、椎体明 显塌陷伴前脱位
T1WI
T2WI
增强
病变组织明显强化、椎管内占位
Fletcher C D，Unni K K，Mertens F.World Health Organization classification of tumour：Pathology and genetics of tumours of soft tissue and bone[M].Lyon：IARC Press，2002 ：226-376
术中应用
术后影像
术后一年影像
术后一年CT提示： 髋臼骨长入良好
3D打印技术的优势
• 将医患之间的交流简单化 • 手术预演、缩短学习曲线 • 减少手术创伤、缩短手术时间 • 使手术更加精细化、减少手术并发症 • 疾病的治疗个性化、数字化 • 有利于患者恢复
谢谢 !
Thank you!
术中情况
传统导板
改良导板
术后验证:模拟截骨和实际截骨一致 术后情况：截骨导板源自提高截骨精度，获得 更好的下肢力线
CASE 6
male 30岁车祸伤 双侧耻骨上下肢、骶骨骨折（改良Tile AO Muller 分型 C1.3型）
术前设计导板
Crowl AC．Kahler DM．Closed reduction and pemutaneous fixation of anterior colomn aeetabular fractures[J 1．Comput Aided Surg，2002，7 (3)：169— 178． 李明，徐荣明，校佰平，等．髋臼前柱髓内螺钉固定的解剖影 像学 研究及临床意义[J]．中华创伤杂志，2009，25(1)： 15—19．
术后假体匹配良好
双侧椎动脉完 整
术后5个月，肿瘤无复发，骨融合良好
CASE 11
Female，70岁，右膝OA，内翻畸形，内侧平台骨缺损,3D打印 膝关节截骨导板和金属垫块
截骨导板的使 用
术中情况
金属垫块 的使用
术后影像
下肢力线满意
术后功能
CASE 12
male 65岁 右髋骨性关节炎
Kilciksiz S，Karakoyun-Celik O，Agaoglu F Y，et al.A review for solitary plasmacytoma of bone and extramedullary plasmacytoma [J]. Scientific World Journal，2012，10(895765)：1-6.
轴位
少见 0.4-5/100000
存活时间7.5-12 年
计算机模拟C7椎体全切
模拟复位后，设计个 性化人工椎体及人工 椎板并设计椎弓根钉 钉道
脊柱不稳 神经受损 放疗无效
需手术
逆向工程软件
将椎板及椎体设计成孔隙结构 椎体的螺钉为锁定结构
术中应用导板置钉
术中假体使用情况
使用导航模板置钉精准 度提高
20世纪九十 年代
模型制作
手术辅助 工具
内植物
生物活性 材料
3D打印技术的应用
航空航天、医疗健康、汽车、 模具制造、高等教 育等行业
组织器官培育为未来研究重 要方向
3D打印技术在医学的应用
A. 模型制作 B. 假肢制作 C. 导板工具 D. 内植物（修补、填充或功能重建) E. 人体组织、器官
在模型的基础上设计个性化的内固定
术后影像学资料 关节面平整
CASE 3
Male 45岁 Pilon骨折
传统接骨板
术后情况
辅助工具的应用
CASE 4
Male 46岁 颈椎后纵韧带骨化症
术前设计 导板进一步优化 术中情况
术后影像
CASE 5
TKA新型截骨导板的使用 术前X片
计算患侧胫骨远端外旋畸形角度+模拟截骨矫 转截骨导板
形----3D打印旋
术中矫形情况及术后X线片：外旋角度基本纠正
术后1月随访 外形及功能满意
CASE 9
感染关节中的应用
传统方法
基于3D打印技术的SPACE
提取原假体数据制成模具
模具制成的SPACE
比较
3D个性化内置物
术中情况
术后情况
CASE 7
Female 60岁 双侧DDH（Crowe Ⅰ型）
R
L
DDH髋臼的解剖重建：髋臼真实中心位置 外展角及前倾角
术前设计确定真 臼和打磨方向
双侧髋臼模 拟放置
R
L
CASE 8
55岁male ，术后外旋畸形+短缩畸形 ----旋转截骨导板
三维成像技术+逆向工程软件
2013年我科在湖南省内首次将3D打印技术应用于临床并获得理想临床效果——目前已从单纯的模型打印， 扩展到手术导板、金属打印应用方面。
2014年我院成立湖南省长沙市3D打印临床应用研究所，为3D打印技术在骨科的临床应用提供了研究平 台。
目前应用3D打印技术已辅助完成相关手术700余例
3D模型的应用