3D打印可以實現復雜構件的制造,能制造出傳統制造方法難以制造出的特殊結構產品。這一特點可以使3D打印應用于仿生骨模型的制造。
人體的骨骼數量為204~206塊之間,數量不統一,不同人骨骼的外觀結構也各不相同。
人體骨骼在進化過程中為了適應自然界變化骨骼不僅外觀形態結構變得比較復雜,不同骨骼的內部微觀結構也有很大區別。
人體多數骨骼包括密質骨和松質骨兩種結構,密質骨質地堅硬,起主要的支撐作用;松質骨疏松多孔,結構微妙,除了減輕骨骼重量,還具有儲血和調節鈣離子濃度的功能。
因此,只完成骨骼基本結構制造已是對現代制造技術的挑戰。借助3D打印技術所制造出的仿生骨,既有密質骨的精準外輪廓,也有松質骨的精巧孔隙結構,能夠從材料、結構、力學性能等多個維度對人體骨骼仿生。
3D打印仿生骨通常用于術前診斷模型,改進傳統骨科診療手段。
傳統骨科診療手段中,醫生借助CT二維膠片,通過空間想象力和臨床經驗診斷病情,傳統骨科診療手段更難以診斷病情。
相對比而言,通過術前診斷模型的診療手段更容易診斷病情。術前診斷模型類似患者病情的實物化模型,可以將患者損傷部位更真實、精準呈現,醫生對患者病情了解更加直觀、全面,可以規劃更加合理的手術方案。另外,醫生可以借助模型進行手術演練,提高手術成功率,縮短手術時間,有利于患者術后愈合。
目前,醫療單位已利用仿生骨培養年輕醫生,進一步提升醫療水平。
3D打印仿生骨診療案例:
案例一 一個23歲的女患者,因為骨結核導致其部分脊椎疏松變形。醫生提出了兩個備選方案:
(1)正常手術,去除結核部分的脊椎,以免影響其他正常的脊椎骨骼。
(2)考慮到患者處于青壯年,對優美體態有追求,采取保守手術。 保守手術的難點在于醫生無法全面掌握患者骨質具體情況,無法確定有效的骨釘固定位置。因此醫生采用術前診斷模型(3D打印仿生骨),進行全科會診,并進行手術演練。最終采取保守治療為患者手術,并取得成功。
案例二 一個14歲的小男孩先天脊椎畸形,脊椎畸形影響其體態和發育,以致小男孩無法將軀干挺直,醫生決定通過脊椎矯正手術對其進行治療。該脊椎矯正手術方案多次借助3D打印仿生骨模型論證而得以制定。經過醫生對小男孩實施兩次手術,小男孩已可以將軀干挺直。
3D打印仿生骨不僅可以用于術前診斷模型,還可以方便醫生與患者及家屬進行手術溝通,令患者和家屬對手術過程更加了解,對患者病患的康復具有另一維度的促進作用。(含個人理解)
審核編輯:劉清
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原文標題:3D打印相關介紹(17)——3D打印仿生骨應用
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