3D打印钛合金个体化假体在骨盆肿瘤切除与骨盆重建术中的手术配合

目的探讨3D打印钛合金个体化假体在骨盆肿瘤切除与骨盆重建术中的手术配合。方法术前利用计算机3D技术及应用CT数据与快速原型技术,3D打印生成病变骨盆精确模型,确定肿瘤大小及截骨边界,手术小组制定手术入路、体位及定制3D半骨盆假体,规划合理的手术方案,为3例骨盆肿瘤患者进行骨盆肿瘤切除3D打印钛合金个体化假体植入骨盆重建术,手术平均需时约8h。结果本组病例均能完成骨盆肿瘤整块彻底切除,假体重建稳定,经术后影像评价,假体位置满意,未发生假体排异、切口不愈合、感染和假体脱位等早期并发症,整个手术过程,护理配合紧密,器械到位,手术均在预估时间内顺利完成。结论利用快速原型技术生成模型,准确确定肿瘤大小及截骨边界,确定肿瘤与重要神经血管关系,为手术提供直观精确的依据; 3D打印钛合金个体化半骨盆假体安装简便,计算机辅助下准确性及可操作性有保障,降低手术难度;术前手术方案的制订,多学科的密切配合,充分细致的术前准备,熟练的术中配合,是手术取得成功的保证。

个体化3D打印微孔钛聚乙烯组合人工腕关节置换的应用及初中期临床疗效观察

目的评价自主设计的个体化3D打印微孔钛聚乙烯组合人工腕关节置换的初中期临床疗效和安全性。方法自2019年2月至2023年7月,对32例晚期腕关节疾病患者进行个性化置换手术。评价术前、术后评估测量腕关节疼痛(VAS评分-100分制),腕关节活动度(掌屈、背伸、尺偏、桡偏、旋前、旋后),以及握力、腕关节X线片情况。结果所有患者获得随访,随访时间6~60个月,平均24.44个月。虽然部分病例尚未达到5年随访,但已有的随访结果可以初步评估3D打印微孔钛人工腕关节置换术的中期疗效和安全性。末次随访时,VAS评分由术前的(52.34±17.64)分减少为(2.81±3.80)分(P<0.01);握力由术前的(8.13±5.97)kg增加至术后的(14.78±5.62)kg(P<0.01);腕关节活动度由术前的掌屈0.00(0.00,20.00)、背伸(32.34±20.98)增加到术后掌屈20.00(10.00,10.00)、背伸(38.13±17.31)(P<0.05)。假体均无松动和脱位,患者满意度高。结论自主设计的个体化3D打印微孔钛聚乙烯组合人工腕关节置换具有较好的安全性和初中期临床疗效。

3D打印个体化骨盆假体多孔结构物理性能检测方法研究

目的提出针对三维(3D)打印个体化骨盆假体多孔结构部分物理性能的检测方法并通过实验验证方法的可行性。方法设计3D打印个体化骨盆假体多孔结构孔径、丝径、孔隙率和抗压强度的检测方法。使用3D打印个体化骨盆假体样品和同等工艺制造的致密样件、多孔样件,对其各个项目分别进行了验证实验,并对实验结果进行了分析。结果根据文中提出的检测方法,测得实验样品的平均孔径为464.95μm,平均丝径为601.13μm,平均孔隙率为62.47%,平均抗压强度为48.0 MPa。结论提出了针对3D打印个体化骨盆假体多孔结构多项物理性能的检测方法,验证实验表明方法可行性,并且重复操作性良好,具有较高的应用价值。

骨科个体化治疗与3D打印技术

个体化治疗是骨科发展的一个重要方向,无论是个体化假体的应用还是常规假体的个体化植入,理论上均可改善骨关节假体与邻近骨性结构的匹配,从而改善病患功能状态。个体化治疗理论上的优越性无法代偿其在术前规划、设计、制造等方面程序上复杂及时限上滞后的缺陷,因而,个体化治疗常常停留在一种曲高和寡的概念。伴随图像技术的发展及3D打印技术的成熟,个体化设计及制造的生产效率有望显著提高,从而弥补传统个体化治疗效率上的不足,将个体化从概念落地为治疗理念。

3D打印个体化髋臼假体技术在复杂髋关节翻修中的应用效果

目的:分析3D打印个体化髋臼假体技术在复杂髋关节翻修中的应用效果。方法:选取笔者所在医院2017年10月-2018年10月40例行复杂髋关节翻修术患者进行研究,根据治疗方法分为观察组和对照组,各20例。对照组采用常规手术,观察组在对照组基础上应用3D打印个体化髋臼假体技术,对比两组临床疗效。结果:观察组手术时间为(127.57±36.62)min,显著短于对照组的(173.57±36.62)min,差异有统计学意义(t=3.972,P=0.000)。治疗后两组Harris评分均较治疗前显著上升,且观察组Harris评分高于对照组(P<0.05)。治疗后两组VAS评分均较治疗前显著下降,且观察组VAS评分低于对照组(P<0.05)。结论:3D打印个体化髋臼假体技术在复杂髋关节翻修中具有较高的应用价值,能有效缩短手术时间,促进髋关节功能恢复,减轻患者疼痛感,值得推广应用。

3D打印个体化膝关节假体在动物实验中的效果评价

目的:探究3D打印个体化膝关节假体在动物实验中的效果。方法:选取广东河源紫金蓝塘土猪10只作为实验猪,进行膝关节计算机断层扫描(CT)影像采集,将所获得的影像数据导入Mimics 17.0软件中,并应用该软件对断面影像进行修补和擦除,设计出个体化的膝关节假体。对实验猪实行左侧全膝关节表面置换术(TKA),植入3D打印膝关节假体,观察术后实验猪的膝关节伸直、屈曲度,评估左后肢痛觉及肌力,进行影像学检查,观察关节间隙、假体松动、伤口、假体感染情况。结果:手术实行顺利,术后3个月观察发现实验猪左后肢痛觉、肌力及活动良好。膝关节正侧位X线片及CT检查结果提示关节假体位置、下肢长度、力线、关节间隙良好,未见明显松动及感染。结论:3D打印个体化膝关节假体在TKA中的动物实验应用效果良好,具有可行性。

3D打印个体化反折包埋式髋臼假体治疗成人Crowe Ⅳ DDH患者的临床观察

目的 探讨3D打印技术下个体化反折包埋式髋臼假体在治疗成人Crowe Ⅳ发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip, DDH)患者的应用。方法 对20例成人Crowe Ⅳ DDH患者根据三维CT数据,制作骨盆3D打印模型,在模型上模拟全髋关节置换时的髋臼,采用藻酸盐印模材料修复髋臼缺损,定制个体化髋臼假体,术中采用手术方案与术前模拟操作一致。记录髋臼假体型号、手术时间、术中出血量、术后Harris评分、VAS评分及术后并发症的发生率。结果 术中使用髋臼假体型号与定制髋臼假体一致,3D打印组手术时间、术中出血量、术后Harris评分、VAS评分、术后并发症发生率均优于常规组。结论 3D打印技术下个体化反折包埋式髋臼假体在成人CroweⅣDDH患者进行THA手术时修复髋臼缺损优势明显,增加髋臼假体稳定性,减少手术时间、术中出血及术后并发症,明显改善髋关节功能,提高了手术效率和准确性,值得临床应用与推广。

3D打印钛合金个性化颅骨修复体抗冲击性能研究

基于患者颅骨CT数据进行个性化设计、制造的3D打印钛合金个性化颅骨修复体,可完美匹配颅骨个性化缺损,并进行有效修复,但以往相关研究很少关注颅骨修复产品的抗冲击性能。因此,基于电子束熔融技术,该文设计制造了一种新型多孔结构颅骨修复体,并利用落球冲击装置对3D打印钛合金个性化颅骨修复体和数字成型三维塑形钛网进行抗冲击性能试验,对比研究两种产品的抗冲击性能,评价冲击变形对颅内脑组织的影响。实验结果显示,3D打印钛合金个性化颅骨修复体组在冲击过程中平均最大变形为0.7 mm,远小于数字成型三维塑形钛网的平均最大变形5.9 mm。对比研究表明,3D打印钛合金个性化颅骨修复体具有更好的抗冲击性能,还可有效修复颅骨缺损、保护颅内脑组织。

3D打印金属假体置换治疗颈椎脊索瘤1例

目的探讨颈椎肿瘤的治疗方法。方法报告1例颈椎肿瘤病例并进行相关文献复习。结果患者，女，58岁，因发现左颈部无痛包块2月人院，入院后完善颈椎MRI、CT增强、全身骨扫描等检查，行cT引导下穿刺，明确肿瘤性质，择期在全麻下行颈椎肿瘤切除、3D打印似体置换手术，术后恢复顺利。结论3D打印金属假体置换为颈椎肿瘤的治疗提供了一种新的方法。

3D 打印定制髂骨假体的有限元分析

骨盆是由左、右两侧髋骨、骶骨和尾骨连接而成的完整骨环。在人工关节手术置换中,重建的成败不仅取决于外科手术水平,还受到人工假体设计的影响。本文提出了一种能够与人体骨盆良好匹配的个体化髂骨假体的生成方法,通过人体静态、缓慢步行状态下对假体与骨盆结合的有限元分析,获得了人工髂骨假体在骨盆中应变分布,为人工髂骨假体的设计和人工假体的临床应用提供了精确的生物力学参数,从而为定制型髂骨假体研究打下了基础。

应用3D打印技术修复肋骨缺损的可行性研究

目的:验证3D打印技术制作个性化钛合金肋骨假体的力学性能和应力分布,探讨个性化肋骨假体在修复胸壁多发肋骨缺损时应用的可行性。方法:通过胸部CT三维重建数据构建骨性胸廓模型,模拟截骨修复过程,设计出肋骨假体的三维数据并进行三维有限元分析;采用钛合金粉末打印出与缺损肋骨完全匹配的假体,进行强度测试;最后进行手术植入完成胸壁缺损的修复。结果:假体模型的三维有限元分析显示,肋骨假体等效应力分布均匀。3D打印钛合金肋骨假体的屈服强度为(950±14)MPa,极限强度为(1 005±26)MPa。假体植入重建术精确复原了胸廓的几何形态及解剖外形,随访期间植入物与周围骨性结构固定牢靠,与周围组织相容性良好,无排异反应发生。结论:通过计算机辅助设计和3D打印技术能够制作出高精度个性化钛合金肋骨假体,材料性能满足临床植入物的标准,个性化肋骨假体对胸壁重建塑形效果好,手术操作简便,此方法是肋骨缺损修复的可靠技术保证。

3D打印技术应用于胸骨缺损修复的可行性研究

目的验证3D打印技术制作个体化钛合金胸骨假体的力学性能和应力分布,探讨其在修复胸骨缺损中应用的可行性。方法通过胸部CT三维重建数据构建骨性胸廓模型,应用计算机辅助设计技术及镜像技术,设计目标假体的三维数据,并通过三维有限元对假体进行应力分析;之后采用钛合金粉末打印出与缺损骨质完全匹配的假体,进行强度测试;最后进行手术植入完成胸骨缺损的修复。结果 3D打印的钛合金假体的屈服强度为(950±14)MPa,极限强度为(1005±26)MPa。三维有限元分析结果显示,胸骨假体等效应力分布均匀。假体能够精确重塑原有胸廓的几何形态和解剖外形,随访半年植入物与周围骨性结构固定牢靠,与周围组织相容性良好,无排异反应发生。结论通过计算机辅助设计和3D打印技术能够制作出高精度个性化钛合金胸骨假体,材料性能满足外科临床植入物的标准,对胸壁重建塑形效果良好,手术操作简便,此方法是胸骨大块缺损修复的可靠技术保证。

3D打印技术在脊柱外科中的地位与作用

背景:人体脊柱的形态结构多样,解剖结构和位置毗邻也十分复杂,脊柱出现的复杂病变常是外科手术的难点,而3D打印技术可以将三维数字模型转化为实物模型,在医学领域已经得到广泛的应用,在脊柱外科的应用也逐渐深入。目的:归纳总结3D打印技术在脊柱外科中的应用及现状,并对其在脊柱外科的前景做出展望。方法:第一作者以"3D打印技术,脊柱外科,定位导向模板,脊柱实物模型,椎弓根置钉,个体化内置物,临床教学,3D printing technology,spine surgery,navigation template,spine physical model,pedicle screw fixation,individual implant"为检索词,在中国知网、百度学术、谷歌学术、万方数据库、PubM ed数据库中进行检索,检索时间范围为"2010至2016年",并按照制定的纳入及排除标准进行数据提取,选取29篇文献进行归纳总结。结果与结论:3D打印技术已深入脊柱外科,在术前诊断、术中导航、医患沟通、教学、支具制作、内置物定制、骨组织工程等方面发展迅速;随着社会的发展,医学影像的进步,3D打印技术在医学领域,特别是在脊柱外科方面的应用将更加广泛。

3D打印微孔钛(钽)假体重建下肢骨髓炎致大段骨缺损的疗效分析

目的探讨3D打印微孔钛(钽)假体重建下肢骨髓炎致大段骨缺损的疗效。方法回顾性分析2020年1月至2022年5月期间解放军联勤保障部队第九二〇医院骨科收治的18例下肢骨髓炎致大段骨缺损患者资料。男10例,女8例;年龄(45.3±14.1)岁;骨缺损侧别:左侧13例,右侧5例;骨缺损部位:股骨11例,胫骨7例。骨髓炎病程为1.0(1.0,3.5)年。骨缺损长度为8.35(6.50,9.84)cm。采用个性化3D打印微孔钛(钽)假体修复骨髓炎病灶清除术后大段骨缺损。术后观察患者的伤口愈合情况,采用Paley感染性骨缺损骨愈合评价标准、疼痛视觉模拟评分(VAS)、下肢功能量表(LEFS)及影像学检查综合评定患者的疗效。结果 18例患者术后获(12.2±0.3)个月随访。1例患者术后2个月发生伤口感染,微孔钛假体取出后行Ilizarov骨搬运术治疗;其余17例患者术后伤口均愈合良好。末次随访时18例患者的疼痛VAS评分为2.0(1.0,4.0)分,显著低于术前[(6.1±2.3)分];LEFS评分为54.00(34.50,69.25)分,显著高于术前[18.50(9.00,26.50)分],差异均有统计学意义(P<0.05)。末次随访时根据Paley感染性骨缺损骨愈合评价标准评定骨愈合情况:优16例,良1例,差1例;骨断端与假体整合良好。结论 3D打印微孔钛(钽)假体重建下肢骨髓炎致大段骨缺损的疗效良好,具有减轻患者疼痛、恢复患者肢体功能等优势。

3D打印技术在脊柱外科中的应用进展

1 3D打印技术3D打印技术,又称快速成型技术或添加制造技术,源自 20 世纪 80 年代,3D打印技术基于3D数字模型,使用离散材料逐层打印来构造物体,且已在很多领域得到应用[1]。美国科学家查尔斯·赫尔在1984年发明了立体平版印刷技术打印3D模型,并于1986年创立了一家致力于3D打印技术的公司,开启了3D打印的新纪元[2]。

3D打印技术在脊柱外科中的应用进展及其局限性

3D打印,又名增材制造,是20世纪80年代发展起来的一门新兴技术,是指在计算机的控制下,根据物体的计算机辅助设计模型或计算机断层扫描(CT)/磁共振成像(MRI)等数据,通过材料的精确堆积,制造原型的一种基于离散、堆积成型原理的新的数字化成型技术。3D打印可在短时间内“打印”出任意形状与结构的物体,骨骼的形态结构相对稳定,采集CT等影像学图像的数据转换为3D打印所需的数字模型文件相对简便,因此3D打印在骨科,尤其在脊柱外科中的应用早于医学其他领域,发展也更为迅速[1]。

西京医院骨科完成亚洲首例3D打印钛合金骨盆假体植入术

近日，西京医院骨科郭征教授带领的团队完成亚洲首例钛合金3D打印骨盆肿瘤假体植入术，使患者巨大肿瘤切除后的缺失骨盆得到精细化完美重建，解决了复杂部位骨肿瘤切除后骨缺损个体化重建的临床难题，标志着西京医院骨科的治疗率先迈入个体化医疗新阶段，达到国际领先水平。

3D打印钛合金骨小梁人工椎体治疗颈椎后纵韧带骨化症

目的探讨采用3D打印钛合金骨小梁人工椎体治疗颈椎后纵韧带骨化症(ossification of posterior longitudinal ligament,OPLL)的临床疗效。方法回顾性分析2019年9月—2021年8月收治且符合选择标准的45例颈椎OPLL患者临床资料。患者均行颈前路椎体次全切除减压、椎间植骨融合、钛板内固定术,术中采用3D打印钛合金骨小梁人工椎体21例(研究组)、钛笼24例(对照组)。两组患者性别、年龄、病程、病变节段以及术前疼痛视觉模拟评分(VAS)、日本骨科协会(JOA)评分、颈椎功能障碍指数(NDI)、椎体高度、C_(2~7)Cobb角等基线资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。记录两组手术时间、术中失血量以及并发症发生情况。术前及术后3、12个月,采用JOA评分、VAS评分及NDI评价患者功能及症状缓解情况;影像学检测椎体高度、C_(2~7)Cobb角,观察术后植入物下沉、椎间融合情况。结果研究组手术时间、并发症发生率均低于对照组(P<0.05),两组术中失血量差异无统计学意义(P>0.05)。患者均获随访,随访时间12~18个月;其中研究组随访时间为(14.28±4.34)个月,对照组为(15.23±3.54)个月,差异无统计学意义(t=0.809,P=0.423)。两组术后JOA评分、VAS评分和NDI均较术前改善,术后12个月较3个月改善,差异均有统计学意义(P<0.05)。术后各时间点研究组JOA评分以及术后12个月改善率均高于对照组(P<0.05),但VAS评分和NDI两组间差异均无统计学意义(P>0.05)。影像学复查示,两组术后3、12个月椎体高度、C_(2~7)Cobb角均较术前增加(P<0.05),术后3、12个月间比较差异无统计学意义(P>0.05);研究组术后各时间点椎体高度、C_(2~7)Cobb角大于对照组(P<0.05),植入物下沉少于对照组(P<0.05),但两组椎间融合差异无统计学意义(P>0.05)。结论与传统钛笼相比,采用3D打印钛合金骨小梁人工椎体治疗颈椎OPLL能缩短手术时间,减少术后并发症及植入物下沉发生,在椎体重建方面更具有优势。

3D打印技术在阀门产品中的应用研究

介绍了金属3D打印技术原理及其在阀门产品中的应用与研究。分析了金属3D打印技术成形复杂的球阀零件,其成形工艺不受传统加工方法限制,产品性能达到锻件质量标准。给出了运用计算机生成的三维CAD模型和最终形成三维实体钛合金阀门零件的化学成分分析,力学性能分析及金相组织分析。

数字化定制个体化钛合金胸骨假体在胸骨肿瘤根治性切除胸壁缺损重建术中的临床应用

目的探讨数字化定制的个体化钛合金胸骨假体应用于胸骨肿瘤根治性切除患者胸壁缺损重建的可行性。方法病例系列报告。纳入2020年8月—2021年10月武汉大学人民医院胸外科收治的5例原发性胸骨肿瘤患者的病例资料,均为男性,年龄23~60岁(平均43.5岁),其中胸骨柄肿瘤1例、胸骨体肿瘤4例。基于患者术前胸廓CT扫描数据,采用3D打印技术制作1∶1大小的患者胸骨以及与之连接的部分肋骨、锁骨的三维骨骼及肿瘤模型,同时设计并数字化定制个体化的钛合金胸骨假体;在3D打印模型上模拟肿瘤切除术,再将钛合金假体植入缺损的胸骨模型中进行匹配,模拟假体植入手术。全组均在全身麻醉下行胸骨肿瘤根治性切除术,并植入术前定制的个体化钛合金胸骨假体,完成胸骨缺损的修复;其中1例胸骨柄肿瘤患者,肿瘤切除后使用自体肌腱重建了胸锁关节。观察手术时间、术中出血量、围手术期死亡,术后胸壁稳定性、慢性疼痛、患者生存状态、胸锁关节重建患者的肩关节功能,以及术后胸骨假体移位或断裂、胸腔积液、肺部感染等并发症发生。结果全组5例患者手术过程顺利,围术期无死亡病例,无再次手术病例,手术时间为115~165 min,术中出血量80~260 mL。术后病理诊断:骨巨细胞瘤1例、髓系肉瘤1例、软骨肉瘤2例和孤立性浆细胞瘤1例。全组均无需进行肌皮瓣转移修复胸壁;手术切口均为甲级愈合,无植入物感染;胸壁完整稳定,无胸壁浮动和反常呼吸。有1例术后因胸腔积液延迟拔除胸管。全组术后随访12~24个月,未发生术后植入物断裂、移位,或胸腔积液、肺部感染、慢性疼痛等并发症;其中1例胸锁关节重建患者,术后关节功能无障碍。结论数字化定制的个体化钛合金胸骨假体用于胸骨肿瘤根治性切除后胸壁缺损的重建,手术方案可行,操作简单,术后胸壁稳定性好、并发症少。