创想智造3D打印手板模型加工

标题: 3D打印机造出逼真骨模型 [打印本页]

作者: 创客 时间: 2014-10-21 09:13
标题: 3D打印机造出逼真骨模型
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图为刘教授和他的博士生通过3D骨模比对研究手术方案。
　　

大学生小军右小腿骨折缩短,武汉协和医院骨科应用3D打印技术制成1:1仿真局部骨折模型，向患者形象地讲解病情，精准选择置入材料，提前“演习”手术。17日，正式手术顺利实施，只用了往常手术一半的时间。小军的右小腿目前已恢复原有长度，本周即可出院重返校园。

案例

小腿爆裂性骨折手术难度大

19岁的小军是武昌某高校大一的学生，十一期间因在校担任大型节目主持没有回家。10月5日晚，他独自回宿舍时不慎掉入没有井盖的3米深下水道，右脚剧痛难忍。此时已是半夜11点，他咬牙顺着梯子爬上地面，想靠左脚蹦跳挺回宿舍，可跳至前面一低洼处时，他再次摔倒，此时已无法站立，只好向辅导员求助。

由于校医院没有CT设备，辅导员将他送往附近医院，拍片显示右胫腓骨复杂骨折，家人连夜将小军送往武汉协和医院骨科治疗。

协和医院骨科副主任、创伤骨科负责人、博士生导师刘国辉教授检查后发现，小军右小腿明显肿胀畸形且较左侧小腿缩短，诊断为临床骨科中非常复杂的骨折类型——胫骨远端爆裂骨折。由于粉碎性的骨折片向四周爆裂，手术复位十分棘手。

刘国辉教授想到了国际先进的3D打印技术。刘国辉和他的团队在征得患者同意后，术前将CT扫得的局部骨折相关数据输入电脑转化为三维模型，导入3D打印机，然后将打印材料聚乳酸注入机器、高温熔化、成型、凝固、冷却，24小时后便得到了1:1仿真局部骨折模型，成本约1000元。

拿到3D打印模型后，刘国辉和同事在实验室里进行预手术，即对模型进行术前模拟手术操作，以决定钢板螺钉规格与位置、螺钉进入途径及角度、预弯钢板、截骨角度、植骨形状等。记者在现场看到，用3D技术打印出的模型跟患者伤处一样，也出现了明显的骨折痕迹。

解密

提前定制固定配件降低风险

10月17日上午9点，手术正式开始，刘国辉教授和其团队只花费了45分钟，就完成了小军的手术，而往常此类复杂骨折手术需要90分钟。术后，小军右小腿恢复了原有长度，对位对线和功能恢复良好。

刘国辉说，手术置入体内的钛钢板、钛钢钉是按一定规格生产，不能适应个体差异，因此过去骨科医生只能靠经验在手术中选择规格最适合病人的置入物，或现场进行打磨，调整成较为合适的尺寸。3D打印技术应用到手术中后，可以提前选择好合适的钛钢板、钛钢钉，手术中直接使用，不仅能降低手术风险，还可提高手术效率。

刘国辉教授团队近期已在湖北省内率先引进3D打印技术，从今年7月起已成功进行了6例复杂性骨折手术。

“有了这个和真实受伤部位一模一样的模型，可以让患者更直观地了解自己的病情，医生解释手术方案也轻松多了。”刘国辉介绍，3D打印技术应用于骨科手术，不仅免去了传统治疗手段中诸多繁琐，而且使患者收益良多。

专家解释，3D模型不仅帮助手术医师在术前对患者所受暴力作用机制、骨折类型、损伤严重程度等有充分了解，还可对实际手术进行模拟演练，继而术中对骨折碎片迅速定位、复位更加精确、手术时间减短、术中操作简便、患者出血更少痛苦更小、手术效果更佳；术后患者肢体功能恢复较快，从而减少住院时间，节约费用。

展望

“3D骨头”有望直接应用人体

刘国辉解释，3D打印技术最大的优势是为患者实现“私人定制”，“严丝合缝”地满足患者需求。

目前为何还不能将3D打印模型直接应用于人体？刘国辉坦言，目前3D打印的材料还不能完全模拟人体组织器官的强度，刚度和柔韧度等特性。

不过专家预计，随着打印材料的不断改进，两年内，3D打印的骨头有望直接应用于人体。未来，3D打印机或可实现人体器官的打印，为患者打印出所需要的人体个性化“零部件”。

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