3D打印技術(shù)在足踝外科的應(yīng)用價值

足踝部具有骨骼及關(guān)節(jié)數(shù)量多、形態(tài)復(fù)雜、體積小等特點，故該部位創(chuàng)傷診治一直是骨科領(lǐng)域的難點之一。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，3D打印技術(shù)應(yīng)運而生。借助于3D打印技術(shù)快速、個體化的優(yōu)勢，一些足踝部位研究難點得以突破。

1、個性化足踝矯形器定制

足踝矯形器是一種用于控制足踝部運動的裝置，可用于固定關(guān)節(jié)炎、骨折損傷部位和糾正足踝部畸形。批量生產(chǎn)的足踝矯形器型號有限，無法提供個體化服務(wù)以實現(xiàn)最佳矯形效果。定制的足踝矯形器雖解決了上述問題，但其制作耗時長且對工藝技巧要求高。

3D打印的足踝矯形器應(yīng)用逆向工程和快速成形技術(shù)，在大幅降低個體化足踝矯形器制作難度、縮短制作時間的同時，可實現(xiàn)與定制的足踝矯形器相同，甚至更佳的效果，且在抗壓力和抗扭力等方面表現(xiàn)良好。目前應(yīng)用3D打印技術(shù)制作的足踝矯形器在各種測試和實驗中均表現(xiàn)良好，投入臨床應(yīng)用前景可期。


2、足踝部骨骼模型

足踝部骨骼多、形態(tài)復(fù)雜，對該部位進(jìn)行手術(shù)需術(shù)者具有扎實的解剖知識、較強(qiáng)的空間想象能力、豐富的臨床經(jīng)驗和完善的術(shù)前設(shè)計。即使具備上述條件，患者個體化差異仍可導(dǎo)致手術(shù)難度增大和操作時間增加。

術(shù)前制備足踝部骨骼3D打印模型，可提供逼真的模擬手術(shù)環(huán)境，幫助術(shù)者對手術(shù)部位進(jìn)行全面觀察和了解。此外，足踝部骨骼3D打印模型還可用于術(shù)前預(yù)復(fù)位、術(shù)中鋼板螺釘置入及內(nèi)固定模擬。導(dǎo)向模板有助于骨折復(fù)位、鋼板預(yù)彎、內(nèi)固定物置放位置及角度確定、截骨矯形術(shù)設(shè)計等，因其能減少手術(shù)難度、增加手術(shù)準(zhǔn)確性、減少術(shù)中Ｘ線透視使用次數(shù)，在臨床上具有較為樂觀的應(yīng)用前景。

3、植入物個性化設(shè)計

足踝部損傷常會造成骨骼缺損，此時需進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹补且灾厮芷浣Y(jié)構(gòu)完整性。但由于足踝部骨骼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，骨骼缺損呈不規(guī)則狀，因此對植入物塑形常在術(shù)中耗費大量時間。
利用3D打印模型，可在術(shù)前即應(yīng)用3D打印技術(shù)制備個體化骨片和假體，不但節(jié)省手術(shù)時間，還能實現(xiàn)更好的匹配。目前3D打印技術(shù)主要用于預(yù)處理鋼板，經(jīng)3D打印技術(shù)處理的鋼板較傳統(tǒng)鋼板更能個體化地適應(yīng)患者骨骼情況，從而達(dá)到更佳的療效。LeUkers等應(yīng)用3D打印技術(shù)打印羥基磷灰石支架并在其上培養(yǎng)干細(xì)胞，使這些支架成為類似人體骨骼的結(jié)構(gòu)。3D打印技術(shù)可構(gòu)造出任意形狀的物體，因此其在足踝外科中的應(yīng)用價值值得進(jìn)一步研究。

結(jié)語
應(yīng)用3D打印技術(shù)制作的足踝矯形器不僅能實現(xiàn)個體化治療，還能減少人工成本和時間成本。對復(fù)雜的足踝外科手術(shù)，3D打印模型和導(dǎo)向模板不僅能減少手術(shù)難度、減少術(shù)中透視次數(shù)，更能增強(qiáng)手術(shù)精確性。此外，3D打印技術(shù)也可應(yīng)用于制造個體化植入物，隨著3D打印模型表面處理和幾何精確度等技術(shù)的進(jìn)步，3D打印技術(shù)在直接打印植入物方面有巨大的發(fā)展空間。(文章摘自：國際骨科學(xué)雜志2015年第36卷第1期)