3D打印个性化人工椎体在多节段脊柱肿瘤切除后重建中的应用
3D打印技术在脊柱侧弯矫形中的应用进展
甘肃医药2021年40卷第3期Gansu Medical Journal ，2021，Vol.40，No.33D 打印技术（three dimensional printing technology ）是一种快速成型技术，运用计算机建模生成的三维数据模型，使用可黏合材料，通过逐层打印的方式精准制造出实体模型［1-2］。
该技术越来越多地用于医疗保健、航空工业等各大领域［3-5］，3D 打印技术作为医学现代化的高度体现，将脊柱疾病的治疗带入了个体化、精准化的新时代。
脊柱侧弯畸形对青少年的生长发育产生了极大的负面影响，需要尽早发现，及时处理［6-7］。
本文对3D 打印技术在脊柱侧弯矫形中的应用现状做一综述。
13D 打印技术3D 打印技术是一种可以将三维的数字模型通过金属粉末或塑料等可粘性材料打印为实物模型的快速成型技术。
打印材料有塑料、金属、陶瓷、树脂、粉末、液体及活细胞等［8-9］。
3D 打印技术分类更加丰富，如立体平版印刷、喷墨印刷、选择性激光烧结等［10］。
该技术首先对目标区域进行螺旋CT 扫描，将CT 得到的图像数据另存为DICOM 格式，下一步将收集的数据导入Mimics 软件，重建出三维模型。
最后将重建的结果以STL 格式导入3D 打印机，按照三维模型逐层叠加打印出1∶1解剖模型［11］。
23D 打印在脊柱侧弯矫形中的应用脊柱侧弯是指脊柱的一个或多个节段向侧方弯曲，并且伴有椎体旋转的三位脊柱畸形。
国际脊柱侧弯研究学会对脊柱侧弯的定义如下：应用Cobb 法测量站立正位X 线片的脊柱侧方弯曲，测量上终椎上缘延长线的垂线与下终椎下缘延长线的垂线相交所形成的角，如果此角大于10°则将其定义为脊柱侧弯［12］。
对于严重的脊柱侧弯，由于椎体旋转，使得原来正常的椎弓根发生该改变，此时椎弓根缺少固定的解剖标志，增加了手术的风险性。
目前3D 打印技术已经广泛地应运到脊柱侧弯矫形的临床治疗中。
2.13D 打印1∶1脊柱侧弯实物模型通过收集脊柱侧弯患者的CT 数据资料，运用3D 打印技术可重建患者脊柱的三维解剖结构，得到病变的实体模型，其提供的立体内部结构更加清晰直观，解剖信息更加详细具体，可以帮助医生全面认识疾病，了解脊柱侧弯的分型，进而做出正确的诊断，为后期制订合理的手术方案打下基础。
3D打印技术在脊柱外科的应用
3D打印技术在脊柱外科的应用快节奏的生活及智能设备的发明，如手机等，在给人们生活带来便利的同时，也让人们脊柱方面的疾病发病率越来越高。
而3D打印技术的发明，为脊柱外科手术带来了福音。
本文主要研究了3D打印技术在脊柱外科的应用。
标签：3D打印技术；脊柱外科1 3D打印技术简介3D打印技术，又称3DP，是一种快速成形的技术，就是根据一定的数据资料及模型，运用一些特殊材料，通过逐层打印的技术来做出实体模型的技术。
这种技术目前主要应用于医疗行业、教育行业及土木工程等多方面领域。
总之，3D 打印技术的发明，给社会各行业都带来了好处。
2 脊柱外科中的3D打印技术根据人体构造图，我们可以得知，人体的脊柱结构十分复杂。
日常生活中，如果伤到了脊柱，可能会带来各种复杂的并发症。
因此，在进行脊柱外科手术的时候，主治医师需要高度集中，不容许出现一丝一毫的误差，对医生的技术也是一种很大的考验。
因为一点点的偏差，都有可能导致患者瘫痪，甚至付出生命的代价。
所以，3D打印技术的发明，可以在很大程度上提高手术的精准率及成功率，在脊柱方面疾病的诊断及手术进行都起到了很大的作用。
2.1 术前诊断与规划由于脊柱结构的特殊性，周围有很多其他的神经组织及血管，因此单单根据患者对自身病情的描述及传统方法下的影像资料很难做出精确的诊断，遗漏一小部分的细节，就可能做出错误的判断，当然之后的治疗的方法也就是错误的，对患者的病情很不利，造成越治情况越糟糕，这也是对患者生命安全极度的不负责任。
而且，医生很有可能根据以往的治疗经验做出片面的诊断，这对患者也是很不好的。
因此，现代医学中，需要借助3D打印技术，建立多维模型，制造实物模型方便医生进行全方面精确的分析与诊断，进而做出最准确的诊治手段，避免出现因错误诊断而错过最佳治疗时间的严重后果，对患者做到绝对的负责。
诊断了患者的病情后，医生仍然可以用打印出来的多维模型进行手术规划，主要包括对患者患病部位的精确测量分析及手术过程中该从哪个部位开始进行，制定手术路线。
3D打印技术在骨肿瘤手术治疗中的应用
引言3D 打印，又称为添加制造或快速成型技术，是一种以数字模型文件为基础，利用黏合材料，通过逐层打印的方式来创建实体的技术。
在临床上当对骨肿瘤进行手术切除时，切除面积不足会导致肿瘤复发；切除面积过大会对患者造成很大创伤，甚至会影响机体的功能。
此外，对于骨科医生来说如何填充骨肿瘤切除后的巨大骨缺损是相当棘手的问题。
3D 打印技术应用于骨肿瘤的手术治疗，为临床医生提供了一种新思路，转变了对传统骨肿瘤治疗的概念，弥补了传统手术方法中的许多不足，在提高手术质量的同时，能够实现精准的个性化治疗。
1 3D 打印技术的研究进展3D 打印技术最早出现在20世纪80年代[1]。
3D 打印技术最早应用于足踝外科是在1997年对跟骨关节内骨折进行了评估[2]。
其后，应用3D 打印技术打印出人造肝脏组织，标志着3D 打印技术首次进入医学领域[3-4]。
制作内植物或假体对3D 打印技术工艺或材料要求较高，所以出现较晚，而早期主要用于制作不规则骨的个性化假体[5]。
从最初的3D 打印模型到应用于临床手术操作的各类3D 打印导板、3D 打印假体，现如今该技术在骨科中的应用越来越广泛。
2 3D 打印技术在骨肿瘤手术治疗中的应用进展2.1 3D打印新型模型在骨肿瘤手术治疗中的应用3D 打印解剖模型可以用于明确骨肿瘤的边界及周围复杂解剖结构的空间关系，能够用于术前规划设计和模拟手术的过程。
在骨科中最常见的3D 打印模型是由一种材料打印的纯骨骼模型。
在Kazuyuki 等[6]的研究中提出了一种新型3D 打印模型，创建了由下颌骨（白色ZP151粉末）、肿瘤（RTV 硅胶）和下牙槽神经组成的混合3D 打印模型。
这个模型能够更好地帮助他们了解肿瘤与周围骨骼和下牙槽神经之间的位置关系。
将3D 打印模型技术应用于骨肿瘤的切除，该患者术后病理提示肿瘤切除干净彻底，肿瘤切除范围及假体放置位置最大误差不超过4 mm [7]。
孔金海3D 打印技术在骨肿瘤手术治疗中的应用安超1，王优丽2，张成1淄博市第七人民医院 a. 骨科；b. 药学部，山东 淄博 255000[摘 要] 面对骨肿瘤患者个体化的差异如何在尽量保留肢体情况下精准完整地切除骨肿瘤、重建骨肿瘤切除后的骨缺损、减少肿瘤复发率以及最大限度地恢复肢体的功能对于骨科医生来说是一个巨大的挑战。
3D打印技术在关节骨质疏松肿瘤中的应用
术前规划
3D打印模型可以用于术前规划，帮助医生 制定更精确的手术方案。
3D打印在关节骨质疏松肿瘤治疗中的应用
个性化骨骼植入物
3D打印可以制造定制的骨骼植入物，以适 应患者的特定解剖结构。
骨修复材料
3D打印的生物材料可以促进骨骼再生和修 复。
3D打印技术在医疗领域的应用
1 定制化医疗
3D打印技术可以根据患者的个体差异，定制个性化的医疗 器械和药物，提高治疗效果。
2 手术规划与仿真
医生可以利用3D打印技术进行术前模拟和规划，降低手术 风险，提高手术效率。
3 生物材料与组织工程
3D打印可以制造生物相容性材料，用于骨骼、软骨和器官 的修复和再生。
手术规划与导航
3D打印模型可以用于规划手术，模拟手术 过程并指导手术操作。
3D打印人工关节植入及个性化 设计
3D打印技术可以根据患者的具体情况定制人工关节植入物，例如尺寸、形状和 材料，以提高植入物的生物相容性和稳定性。
个性化设计的人工关节植入物可以更好地适应患者的骨骼结构，减少术后并发 症，提高患者的术后生活质量。
4 药物研发与生产
3D打印技术可以用于制造定制化的药物剂型，提高药物的 靶向性和有效性。
3D打印在骨科手术中的应用
手术规划
3D打印模型可以帮助医生更直观地了解患者骨骼结构，并模拟手术方案，提高手术精度和安全性。
定制植入物
3D打印可以根据患者具体情况定制个性化的植入物，如人工关节，骨填充材料等，提高手术效果和患者舒适度。
此外，3D打印技术还能帮助医生提前准备定制化的植入物和手术工具，进一步提高手术的精准度和效率。
1例3D打印超长人工椎体植入治疗脊柱脊索瘤的护理
1例3D打印超长人工椎体植入治疗脊柱脊索瘤的护理岳立娜;刘忠军;许蕊凤;李小卫;刘敏【期刊名称】《中国微创外科杂志》【年(卷),期】2017(017)009【总页数】4页(P861-864)【作者】岳立娜;刘忠军;许蕊凤;李小卫;刘敏【作者单位】北京大学第三医院骨科,北京 100083;北京大学第三医院骨科,北京100083;北京大学第三医院骨科,北京 100083;北京大学第三医院骨科,北京100083;北京大学第三医院骨科,北京 100083【正文语种】中文脊索瘤起源于胚胎脊索的残迹组织，是脊柱最常见的低度恶性肿瘤之一，发病率较低，占原发恶性骨肿瘤的1%～4%[1]。
目前，彻底手术切除结合放疗的综合治疗是脊索瘤的最佳方案[2]。
本文报道1例采用3D打印技术量身定做超长人工椎体植入治疗脊柱脊索瘤，手术跨越5个椎体，达19 cm，手术涉及的节段多，术后引流多，住院时间长，且手术方式与以往有很大区别，现总结相关护理体会。
1.1 一般资料患者男，40岁，主因“腰背部疼痛半年”门诊以“胸腰段脊柱脊索瘤”于2016年5月3日入院。
患者于半年前无明显诱因出现腰背部疼痛持续加剧，视觉模拟量表(Visual Analogue Scale，VAS)疼痛评分7分，需口服止痛药盐酸羟考酮缓释片20 mg 12 h一次，夜间痛明显，无向下肢放射，无双下肢麻木乏力，无大小便障碍，无咳嗽咯血，无腹痛便血，无血尿。
我院腰椎MRI示T12～L1椎体肿瘤(图1)，外院行PET-CT检查及我院在CT监测下经皮穿刺活检病理诊断脊索瘤。
行1个疗程放疗，疼痛减轻，但出现双大腿根部酸胀感。
专科查体：胸腰段及腰椎棘突压痛，无放射痛，四肢肌力、肌张力正常，生理反射正常，未引出病理反射。
1.2 手术方法因一次手术难以完成肿瘤彻底清除，手术分两期：一期手术于2016年5月6日在全麻下行T10～L2全椎切除术(经瘤)，后路椎管内外软组织肿瘤切除，后壁切除，椎旁游离，T7/8/9-L3/4/5椎弓根固定术；二期手术于2016年6月12日在全麻下行经左侧前方入路T10～L2椎体(肿瘤)切除，T9～L3椎体间人工椎体(3D打印定制)(图2)植入，后方入路T9～L3椎间加压，椎弓根固定系统与前方人工椎体连接固定术。
3D打印技术辅助脊柱肿瘤手术治疗的临床应用
3D打印技术辅助脊柱肿瘤手术治疗的临床应用章玉冰;余润泽;陶学顺;王伟风【摘要】目的探讨3D打印技术辅助脊柱肿瘤手术术前数字化设计、术中指导手术方案实施的临床应用及其疗效分析.方法对16例脊柱肿瘤患者术前病椎CT三维扫描,将CT扫描数据导入软件建模,将构建的三维模型\"分区\"成逐层的截面,链接激光固化医学专用3D打印机,逐层打印1:1大小的病椎模型.参考打印模型,制定手术方案、模拟手术操作、预处理内置物,在软件系统内进行数字化设计手术入路及实施方案.结果 16例均手术成功,无严重并发症.术中根据术前数字化设计,做到了精确、完整的切除病灶区域.术中透视术后X线复查,显示病椎切除完整,植入内置物位置良好,未见松动、移位.结论使用3D打印技术能够做到术前熟悉病椎毗邻解剖结构,术中精确、完整的切除病椎,缩短手术时间,减少术中出血,避免并发症发生.3D打印技术辅助脊柱肿瘤手术治疗取得满意疗效.【期刊名称】《实用癌症杂志》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】3页(P1038-1040)【关键词】3D打印;脊柱肿瘤;手术【作者】章玉冰;余润泽;陶学顺;王伟风【作者单位】230041 安徽省第二人民医院;230041 安徽省第二人民医院;230041 安徽省第二人民医院;230041 安徽省第二人民医院【正文语种】中文【中图分类】R738.1流行病学报道显示，脊柱肿瘤发生例数占全身骨肿瘤总数的6.0%～9.0%[1]，其中多数为转移性肿瘤[2]。
对于如何完整准确切除脊柱肿瘤组织，延长生存时间及改善生存质量越来越受到医学界的关注。
3D 打印技术能够对椎体模型进行完美三维再现，清晰显示椎体、病灶及周围血管神经毗邻关系，从而协助制定更佳手术方案。
研究显示，3D 打印技术在提高置钉成功率、避免椎动脉及神经根损伤，改善手术疗效方面具有优势[3]。
本文旨在探讨3D打印技术辅助治疗脊柱肿瘤疗效，现报告如下。
3D打印技术在肿瘤型人工假体置换手术中的应用研究
智能医学与数字诊疗Intelligent Medicine and Digital Diagnosis and Treatment3D打印技术在肿瘤型人工假体置换手术中的应用研究夏铁男1刘斌2张芷豪3高原3邱恩铎商冠宁*【摘要】目的：分析应用3D打印技术进行肿瘤型假体置换手术的临床疗效，探讨3D打印技术在肿瘤型假体 置换手术中的应用价值。
方法：回顾性分析2017年2月至2019年12月我科收治的28例肢体骨肿瘤行假体置换 手术的患者。
按照是否应用3D打印技术进行手术分为干预组14例和对照组14例，比较两组的手术时间、术中失血量、术后双侧肢体长度差异及术后3个月M S T S评分。
结果：28例患者全部顺利完成手术，无血 管神经副损伤。
两组手术时间及术后3个月M S T S评分无统计学差异；干预组病例术中失血量为400〜600 (482.1 土57.5) m L,对照组病例术中失血量为400〜800 (582.1 土99.2) m L,两组比较差异有统计学意义 (户=0.024);干预组患者术后双侧肢体长度差异为0〜3 (1.1±1.5) m m，对照组患者术后双侧肢体长度差 异为0〜5 (2.5±2.1) m m，两组比较差异有统计学意义（户=0.048)。
结论：在肿瘤型假体置换手术中应用3D 打印技术，在手术时间和术后功能评分上与常规手术方式无统计学差异，但是其术中失血量更少，术后双侧肢 体长度差异更小，值得临床推广。
【关键词】3D打印骨肿瘤肿瘤型假体置换精准化手术截骨导板Doi:10.3969/j.issn.1673-7571.2021.04.019【中图分类号】R319 【文献标识码】AResearch on the Application of3D Printing Technology i n the Tumor-type A r t i f i c i a l Prosthesis Replacement Surgery/ XIA Tie-nan,LIU Bin,Z H A N G Zhi-hao,e t al.Abstract：Objective:To analyze the cl in ic al efficacy of3D printing technology for tumor prosthesis replacement surgery,and t o explore the application value of3D printing technology i n tumor prosthesis replacement surgery. Methods:A retrospective analysis of28 patients with limb bone tumors undergoing prosthesis replacement surgery i n our department from February 2017 t o December2019. According to whether3D printing technology was used f or surgery,they were divided i n t o 14 cases i n the intervention group and 14 cases i n the control group.The operation time,intraoperative blood loss,postoperative differences i n the length of b i l a t e r a l limbs and M S T S scores 3 months a f t e r surgery were compared between the two groups.Results:All 28 patients successfully completed the operation without vascular and nerve damage.There was no si g n i f i c a n t difference i n the operation time and M S T S scores of the two groups i n 3 months a f t e r operation;The blood l o s s during the operation of the intervention group was400〜600 (482.1 ±57.5) m L，and the blood l o s s of the control group was400〜800 (582.1 土99.2)m L，the difference between the two groups was s t a t i s t i c a l l y si gn if i c a n t(7^=0.024); The postoperative b i l a t e r a l limb length difference of the interventionM金项I I:国家癌症攀登课题（编号：NCC201806B012);大连理工大学-辽宁省肿瘤医院医工交叉联合基金（编号：LD202004)*通信作者：中国医科大学附属盛京医院第七骨科，丨丨0004，辽宁省沈阳市铁西区滑翔路39号①中国医科大学附属盛京医院第七骨科，丨10004，辽宁省沈阳市铁西区滑翔路39号②大连理工大学国际信息与软件学院，116620，辽宁省大连市金州区经济技术开发区图强街321号③中国医科大学肿瘤民院辽宁省肿瘤医院骨与软组织外科，110042，辽宁省沈阳市大东区小河沿路44号82智能医学与数字诊疗Intelligent Medicine and Digital Diagnosis and Treaiment^ |group was 0^3 (1.1 ±1.5) m m,and the control group was 0^5 (2.5±2.1) m m,the difference between the two groups was s t a t i s t i c a l l y s ignificant (尸=0.048>. Conclusion:The application of3D priming technology i n tumor-type prosthesis replacement surgery has no s i g n i f i c a n t difference i n operation time and postoperative functional scores from conventional surgical methods,but i t has l e s s blood l o s s during the operation and smaller difTerences i n b i l a t e r a l limb length a f t e r surgery.I t i s worthy of c l i n i c a l promotion.Keywords: 3D printing,bone tumor,tumor type prosthesis replacement,precision surgery,osteotomy guide p lateFund project: National Cancer Climbing Subject(N o.N C C201806B012); Medical and Engineering Cross Joint Fund of Dalian University of Technology-Liaoning Cancer Hospital&I n s t i t u t e(N o.L D202004)C orresponding author: Orthopedics Department 7,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004, Liaoning Province,P.R.C.原发恶性骨肿瘤最常见于青春 期，肿瘤型人工假体置换r•术是其主要治疗手段之一m。
南极熊盘点：国内医院在3d打印人体植入的应用案例
南极熊盘点：国内医院在3d打印人体植入的应用案例本文属于南极熊3D打印医疗研究汇总。
近年来，3D打印技术在医疗领域的应用越来越受到重视，其主要应用实例有：人体植入物、手术导板、医疗器械等。
每个人的骨骼形态都是独一无二的，3D打印技术能够根据每个人原生骨骼的特征进行个性化定制，生产出与原生骨骼完全匹配的产品，从而减少植入物（或假体）对人体的影响，最大程度恢复人体骨骼的正常功能。
在这方面，国内一些医疗机构有比较成功的临床案例。
接下来南极熊就主要盘点一下国内医疗结构在3d打印人体植入的应用。
1.世界首个3D打印定制人工椎体植入术在北医三院完成世界首个3D打印定制人工椎体植入术在北医三院完成北京大学第三医院成功为一名骨科脊索瘤患者切除五节段脊椎肿瘤，并利用世界首个3D打印多节段胸腰椎植入物完成长达19厘米大跨度椎体重建手术。
，首先，将其放到切除病变后的相邻椎体之间，能起到可靠的连接和支撑功能。
同时利用金属3D打印人工椎体在结构上可以任意设计的便利，专门设计出其与后方内固定结构之间的连接，这种前后连成一体的装置使稳定性大大增强，在力学性能上达到了质的飞越。
有了这样的固定方式，术后患者很快便可以下床活动，而人工椎体更大的优势是被制成微孔结构后，形状可像海绵一样，类似骨头中有了‘骨小梁’ ，这种‘骨小梁’可帮助相邻正常椎体的骨细胞长入其中，最终二者融为一体，从而实现骨整合。
”2.清华大学附属医院长庚，完成世界首例3D打印钛合金骶骨植入北京清华长庚医院1持续了10余个小时的手术顺利结束，骨科主任肖嵩华教授带领脊柱中心宋飞、赵喆等医师，成功为骶1-2骨巨细胞瘤患者实施根治术，精准化整块（en-bloc）切除高位骶骨肿瘤，并植入3D打印个体化适型假体，重建脊柱骨盆稳定性，成功为患者保住下肢及二便功能，为世界首例。
3.云南首例3D打印截骨导板辅助膝关节置换术获得成功云南楚雄籍72岁女患者，因患重度骨性关节炎，在昆医附一院成功进行了右膝全膝人工关节置换术。