d打印技術(shù)臨床應(yīng)用

1、3D技術(shù)在手部再造中的應(yīng)用與護理技術(shù)在手部再造中的應(yīng)用與護理仁慈醫(yī)院仁慈醫(yī)院Company Logo Company Logo 3D技術(shù)的定義技術(shù)的定義13D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用23D打印技術(shù)的優(yōu)劣打印技術(shù)的優(yōu)劣3術(shù)后的護理術(shù)后的護理4Company Logo 3D打印技術(shù)的定義打印技術(shù)的定義v3D打印技術(shù)打印技術(shù)(又稱快速成型技術(shù)又稱快速成型技術(shù))v原理原理:采用分層加工、疊加成形的方式逐層增加材采用分層加工、疊加成形的方式逐層增加材料來生成料來生成3D實體。實體。v3D打印技術(shù)可以打印技術(shù)可以 制作任意復(fù)雜幾何形狀的實體，制作任意復(fù)雜幾何形狀的實體，不受傳統(tǒng)加工方法

2、的限制，很大程度上提升了生不受傳統(tǒng)加工方法的限制，很大程度上提升了生產(chǎn)效率，可以實現(xiàn)單件、個性化產(chǎn)品的快速制產(chǎn)效率，可以實現(xiàn)單件、個性化產(chǎn)品的快速制 作。作。 隨著隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)被越來越多應(yīng)用打印技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)被越來越多應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域Company Logo 3D 骨組織打印的基本框架的特性骨組織打印的基本框架的特性易打印性與缺損部分的契合性良好生物相容性與可塑性骨 誘導(dǎo)性與力學(xué)穩(wěn)定性框架特點框架特點Company Logo Company Logo Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用三維印刷技術(shù) 3DP1選擇性激光燒結(jié)技術(shù)SLS2

3、選區(qū)激光熔化技術(shù)SLM3熔融沉積造型技術(shù)FDM4Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v三維印刷技術(shù)三維印刷技術(shù) 3DP常采用非金屬粉末材料，通過逐層常采用非金屬粉末材料，通過逐層 粘結(jié)制粘結(jié)制備零件，常用于非承重要求的零件制作。備零件，常用于非承重要求的零件制作。Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v選擇性激光燒結(jié)技術(shù)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)SLS可采用多種材料，如塑料、陶瓷、金屬等可采用多種材料，如塑料、陶瓷、金屬等，可用于制作定位導(dǎo)板模型，可用于制作定位導(dǎo)板模型， 制件強度高制件強度高，材料利用率高。，材料利用率高。Company Lo

4、go 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v選區(qū)激光熔化技術(shù)選區(qū)激光熔化技術(shù)SLM常采用鈦合金等材料，用于制備顱骨、顴常采用鈦合金等材料，用于制備顱骨、顴骨部位缺損的、具有一定承載能力的定制骨部位缺損的、具有一定承載能力的定制化假體化假體 等。等。Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v熔融沉積造型技術(shù)熔融沉積造型技術(shù)FDM一般是熱塑性材料，如蠟、一般是熱塑性材料，如蠟、ABS樹脂，常樹脂，常應(yīng)用于制備手術(shù)策劃的骨骼模板或者生物應(yīng)用于制備手術(shù)策劃的骨骼模板或者生物骨。骨。Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v創(chuàng)傷、腫瘤切除、手術(shù)翻修

5、、畸形矯正及創(chuàng)傷、腫瘤切除、手術(shù)翻修、畸形矯正及感染等原因均可造成骨質(zhì)缺損并進而引起感染等原因均可造成骨質(zhì)缺損并進而引起骨延遲愈合或不愈合，骨延遲愈合或不愈合， 迄今骨缺損及骨不迄今骨缺損及骨不愈合仍是骨科臨床需要解決的重要問題。愈合仍是骨科臨床需要解決的重要問題。目前，治療骨缺損的方法主要包括自體骨目前，治療骨缺損的方法主要包括自體骨移移 植、異體骨移植以及人造材料填補。眾植、異體骨移植以及人造材料填補。眾所周知，自體骨移植是治療骨缺損最主要所周知，自體骨移植是治療骨缺損最主要也是最可靠的方法，但風險極大，最近我也是最可靠的方法，但風險極大，最近我科室在鄭大偉主任的帶領(lǐng)下順利的完成了科室在鄭

6、大偉主任的帶領(lǐng)下順利的完成了這樣一個全新技術(shù)的應(yīng)用手術(shù)這樣一個全新技術(shù)的應(yīng)用手術(shù) Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用 患者,男，32歲，半年前不小心被機器壓傷左手，致第2-5指缺損，于本院救治，患者傷口污染嚴重，不具備斷指再造條件，一期選擇腹部皮瓣修復(fù)創(chuàng)面，半年后傷口疤痕軟化，二次手術(shù)時機成熟。v 由于患者左手手部組織損傷嚴重，局部廣泛疤痕增生，殘肢與周圍血管、神經(jīng)關(guān)系不明。在以往，醫(yī)生只能通過患者X光片進行術(shù)前分析，但X光片是平面化影像，需要醫(yī)生充分發(fā)揮立體想象空間，憑借經(jīng)驗進行手術(shù)，稍有閃失，即可造成指體壞死、截指的嚴重后果。v 鄭主任采取了3D打印技術(shù)，為

7、患者進行手術(shù)Company Logo v 傳統(tǒng) VS 3D技術(shù)v 傳統(tǒng)再造方法:v 憑借醫(yī)生經(jīng)驗大致設(shè)計，截取的腳趾按缺損量擴大倍切取，然后進行修剪，造成患者身體組織浪費，對供區(qū)造成過度損傷，影響患者行走。v 3D技術(shù):v 利用CT重建患者左、右手三維圖像，利用右手鏡像模擬設(shè)計，打印出患者1：1左手模型。該一模型可以精確地顯示出缺損“指體”的長短、粗細，血管、神經(jīng)的解剖位置。Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v現(xiàn)在我們大家來共同看一組該患者在臨床現(xiàn)在我們大家來共同看一組該患者在臨床手術(shù)中使用手術(shù)中使用3D打印技術(shù)應(yīng)用的圖片打印技術(shù)應(yīng)用的圖片Company Log

8、o 手術(shù)前手術(shù)前Company Logo Company Logo Company Logo Company Logo Company Logo Company Logo Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v 由此看出，在3D打印技術(shù)的幫助下可以進行精確的術(shù)前設(shè)計，醫(yī)生對患者左手的小指、無名指進行再造，讓其左手日后重新?lián)碛心媚蠊δ?。v 此次將3D打印技術(shù)應(yīng)用于手指再造的治療，在我省尚屬首次。Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v圖圖1術(shù)前策劃流程圖，對于修復(fù)部位與原型術(shù)前策劃流程圖，對于修復(fù)部位與原型相匹配模型設(shè)計是這項技術(shù)的難點。

9、可以相匹配模型設(shè)計是這項技術(shù)的難點?？梢愿鶕?jù)特定患者的根據(jù)特定患者的CT數(shù)據(jù)來逆向建模，這數(shù)據(jù)來逆向建模，這 樣樣極大地減少模型出錯的可能性，有利于建極大地減少模型出錯的可能性，有利于建立準確的患處模型。除了進行術(shù)前模擬策立準確的患處模型。除了進行術(shù)前模擬策劃，還可以通過劃，還可以通過3D打印技術(shù)模型向患者及打印技術(shù)模型向患者及家屬詳細講解病變的復(fù)雜性及手術(shù)操作的家屬詳細講解病變的復(fù)雜性及手術(shù)操作的危險性，取得患者及家屬的理解與配合。危險性，取得患者及家屬的理解與配合。Company Logo CT數(shù)據(jù)手術(shù)前的策劃流程圖手術(shù)前的策劃流程圖(圖圖1）1逆向CAD建模 23D打印實體模型3術(shù)前策劃

10、4Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v圖圖2手術(shù)輔助器械的應(yīng)用手術(shù)輔助器械的應(yīng)用 通常在患者的二維通常在患者的二維影像中無法獲取缺損部位空間隱藏的信息影像中無法獲取缺損部位空間隱藏的信息，為保證使病變部位的解剖形態(tài)具體化，為保證使病變部位的解剖形態(tài)具體化，并根據(jù)具體的情況制作并根據(jù)具體的情況制作 專門的輔助器械，專門的輔助器械，應(yīng)用應(yīng)用3D打印技術(shù)建立需手術(shù)部分的模型，打印技術(shù)建立需手術(shù)部分的模型，并制作與之相匹配的導(dǎo)板等輔助器械，可并制作與之相匹配的導(dǎo)板等輔助器械，可有效的保證手術(shù)的質(zhì)量。有效的保證手術(shù)的質(zhì)量。 圖圖2為手術(shù)輔助器為手術(shù)輔助器械設(shè)計流程圖，其中

11、根據(jù)患處逆向械設(shè)計流程圖，其中根據(jù)患處逆向CAD模模型進行導(dǎo)板等輔助器械的設(shè)計是整個過程型進行導(dǎo)板等輔助器械的設(shè)計是整個過程的關(guān)鍵。的關(guān)鍵。Company Logo CT數(shù)據(jù)手術(shù)輔助器械設(shè)計流程圖（手術(shù)輔助器械設(shè)計流程圖（圖圖2 ）1逆向CAD健模 2設(shè)計輔助器械33D打印患處模型與輔助器械4手術(shù)5Company Logo 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印的應(yīng)用打印的應(yīng)用v 定制假體中的應(yīng)用定制假體中的應(yīng)用 由于患者的骨骼結(jié)構(gòu)因人而異，所以由于患者的骨骼結(jié)構(gòu)因人而異，所以根據(jù)特定患者的根據(jù)特定患者的CT或或MRI數(shù)據(jù)而來設(shè)計并制作種植體，這數(shù)據(jù)而來設(shè)計并制作種植體，這樣極大地減少了假體制作的樣極大地減

12、少了假體制作的 出錯幾率，實現(xiàn)了假體制造出錯幾率，實現(xiàn)了假體制造和植入的和植入的“個性化個性化”。目前，。目前， 3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于顱骨、眼眶、頜骨及牙假體、耳廓假體、人工骨盆等顱骨、眼眶、頜骨及牙假體、耳廓假體、人工骨盆等 的的個性化制作。個性化制作。 圖圖3為定制假體設(shè)計流程圖，定制化假體是為定制假體設(shè)計流程圖，定制化假體是根據(jù)患者自身的信息和數(shù)據(jù)制作的，對假體與身體的適配根據(jù)患者自身的信息和數(shù)據(jù)制作的，對假體與身體的適配性要求很高。因此在設(shè)性要求很高。因此在設(shè) 計過程中，不僅要精確設(shè)計缺損計過程中，不僅要精確設(shè)計缺損部位的形狀，使假體可以嵌入缺損部位中，增強邊緣

13、密封部位的形狀，使假體可以嵌入缺損部位中，增強邊緣密封性，使固位穩(wěn)定，而且還要準確的設(shè)計假體的力學(xué)強度，性，使固位穩(wěn)定，而且還要準確的設(shè)計假體的力學(xué)強度，從而保證假體的應(yīng)力分布從而保證假體的應(yīng)力分布Company Logo CT數(shù)據(jù)定制假體設(shè)計流程圖（定制假體設(shè)計流程圖（圖圖3）1逆向CAD健模 2設(shè)計假體33D打印患處模型與假體制作4實體使用5Company Logo 3D打印優(yōu)勢打印優(yōu)勢縮短手術(shù)時間，提高手術(shù)效率生物相容性良好解決復(fù)雜的醫(yī)療手術(shù)問題個性化定制穩(wěn)定性與精確性Company Logo v （1）優(yōu)勢）優(yōu)勢 3D打印的優(yōu)勢：打印的優(yōu)勢：v 穩(wěn)定性與精確性。目前的外科整形存在一穩(wěn)定

14、性與精確性。目前的外科整形存在一 系列復(fù)雜的系列復(fù)雜的結(jié)構(gòu)處理問題，如顱面骨三維結(jié)構(gòu)的定位、移動和重建，結(jié)構(gòu)處理問題，如顱面骨三維結(jié)構(gòu)的定位、移動和重建，軟組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的三維重建等，對定位的精確度要求極高軟組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的三維重建等，對定位的精確度要求極高， 這也是傳統(tǒng)整形外科技術(shù)的瓶頸。這也是傳統(tǒng)整形外科技術(shù)的瓶頸。3D打印技術(shù)的顯著打印技術(shù)的顯著的優(yōu)勢在于的優(yōu)勢在于 有精準有精準“提前預(yù)演提前預(yù)演”，不僅具有極高的穩(wěn)定，不僅具有極高的穩(wěn)定性和精準性，而且能性和精準性，而且能 保證修復(fù)的結(jié)果與就醫(yī)者的心理預(yù)保證修復(fù)的結(jié)果與就醫(yī)者的心理預(yù)期相一致。期相一致。v 個性化定制。個性化定制。3D 打印

15、可以根據(jù)每位整形者整形部位的打印可以根據(jù)每位整形者整形部位的特征特征“量體裁衣量體裁衣”，打造完，打造完 全契合身體構(gòu)造的部件。全契合身體構(gòu)造的部件。Company Logo v解決復(fù)雜的醫(yī)療手術(shù)問題。例如，頭解決復(fù)雜的醫(yī)療手術(shù)問題。例如，頭 部手術(shù)屬部手術(shù)屬高風險性復(fù)雜手術(shù)，通過高風險性復(fù)雜手術(shù)，通過3D打印技術(shù)模擬演練以打印技術(shù)模擬演練以及精準及精準 的操作可降低其手術(shù)風險。的操作可降低其手術(shù)風險。v生物相容性良好。生物相容性良好。Stratasys公司在生公司在生 物相容物相容性方面的技術(shù)突破使得性方面的技術(shù)突破使得3D打印面部骨骼整形的術(shù)打印面部骨骼整形的術(shù)后并發(fā)癥后并發(fā)癥 概率大大降

16、低。如概率大大降低。如PolyJet光聚合物材光聚合物材料已通過包括細胞毒性、基料已通過包括細胞毒性、基 因毒性、遲發(fā)型超敏因毒性、遲發(fā)型超敏反應(yīng)、過敏性和美國藥典塑料反應(yīng)、過敏性和美國藥典塑料 VI 級級5 項醫(yī)療項醫(yī)療 審批審批。v縮短手術(shù)時間，提高效率?？s短手術(shù)時間，提高效率。Company Logo 劣勢劣勢主導(dǎo) 的技術(shù)標準、開發(fā)平臺尚未確立，技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用還處于無 序狀態(tài)。3D 打印技術(shù)可以復(fù)制很多東西，對人體 指紋、虹膜的復(fù)制可能導(dǎo)致生物特征識別技術(shù)失敗，涉及到社會 穩(wěn)定、倫理道德等問題。3D打印的個性化定制很難形成規(guī)模效 應(yīng)，產(chǎn)業(yè)化能力低。設(shè)備及材料的成本費用高，難以大面積推

17、 廣。尚有許多技術(shù)未突破，能整形部位只限制在少數(shù)幾種。國內(nèi)缺乏掌握3D醫(yī)用整 形技術(shù)的專家及醫(yī)療團隊。劣勢Company Logo v（2）劣勢）劣勢 相對于傳統(tǒng)整形行業(yè)，相對于傳統(tǒng)整形行業(yè)，3D打印的劣勢打印的劣勢也較為突出：也較為突出：v主導(dǎo)主導(dǎo) 的技術(shù)標準、開發(fā)平臺尚未確立，技術(shù)研的技術(shù)標準、開發(fā)平臺尚未確立，技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用還處于無發(fā)和推廣應(yīng)用還處于無 序狀態(tài)。雖然在序狀態(tài)。雖然在2012年中年中國成立了國成立了3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，但其發(fā)打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，但其發(fā) 展的步伐展的步伐仍然較慢。仍然較慢。v3D 打印技術(shù)可以復(fù)制很多東西，對人體打印技術(shù)可以復(fù)制很多東西，對人體 指紋指紋、虹膜的復(fù)制可能導(dǎo)致生物特征識別技術(shù)失敗，、虹膜的復(fù)制可能導(dǎo)致生物特征識別技術(shù)失敗，涉及到社會涉及到社會 穩(wěn)定、倫理道德等問題。穩(wěn)定、倫理道德等問題。Company Logo v3D打印的個性化定制很難形成規(guī)模效打印的個性化定制很難形成規(guī)模效 應(yīng)，產(chǎn)業(yè)應(yīng)，產(chǎn)業(yè)化能力低?；芰Φ汀設(shè)備及材料的成本費用高，難以大面積推設(shè)備及材料的成本費用高，難以大面積推 廣。廣。v尚有許多技術(shù)未突破，