数字化和三维打印导板定位技术在同期矫治颅缝早闭继发眶距增宽症中的应用

目的探讨数字化技术及三维打印导板定位技术系统应用于同期矫治先天性颅缝早闭症继发眶距增宽症中的临床效果。方法2015年6月至2019年8月中国医学科学院整形外科医院收治4例先天性单侧冠状缝早闭继发眶距增宽患儿,其中男1例,女3例,年龄3~8岁,采用额眶前移联合倒U形截骨同期矫治头颅畸形及眶距增宽症。术前通过数字化技术设计手术方案,三维打印头颅模型及手术导板,术中以数字化导板指导截骨,术后通过数字化技术评价其效果。测量患者术前、术后头颅三维数据,计算前颅不对称性指数(ACVAI)及眶内壁间距,并通过ProPlan CMF 3.0对术后头颅三维模型和术前模拟进行配准,制作颜色梯度图,判断术后颅骨瓣及眼眶位置与术前设计是否相同。结果4例均按照术前数字化设计方案顺利完成手术,术中截骨导板高度吻合,导板的放置未损伤周围组织,截骨时间缩短至1~2 h。术后无脑脊液漏、感染、颅内血肿及眼球损伤等并发症。术后随访4个月至3年,4例患儿头颅、眶外形都获得很大改善,ACVAI均降至3.5%以下(-1.5%~3.0%),术后的眶内壁间距减小至正常范围(22~28 mm)。颜色梯度图显示,术后效果与术前手术设计模拟效果高度吻合。结论数字化技术及三维打印导板定位技术系统、规范化地应用于复杂先天性颅缝早闭继发眶距增宽症的治疗中,可明显提高截骨的精准性,降低手术风险,缩短手术时间,获得更为满意的外形。

生物3D打印在颅颌面修复重建中的发展机遇及思考

生物3D打印作为一种新型研究技术手段在组织及再生医学领域内被广泛研究,已成为近些年国内外的研究热点。该文总结了生物3D打印的发展历程,并对其在颅颌面损伤修复中的国内外研究进展和应用进行了综述,同时结合团队自身研究展开了一些思考。

单侧冠状缝早闭症整复手术的三维有限元生物力学分析

目的建立单侧冠状缝早闭症的头颅、额眶前移截骨术以及额眶牵引的有限元模型,分析颅面、颅底及额眶前移术的力学特征,以期指导后期牵引器的应用。方法选取1例2015年10月在中国医学科学院整形外科医院就诊的6岁单侧冠状缝早闭症男性患儿,通过头颅CT扫描获得DICOM数据,将数据输入Mimics17.0中进行轮廓提取,重建完整的三维头颅骨组织,通过Mimics、GeomagicStudio12.0、Hypermesh12.0等软件处理后建立三维有限元模型,分别对单侧和双侧额眶截骨牵引模型的额部截骨线近中点A和颞部截骨线近中点B施加3组不同的载荷:(1)A点50N,B点50N;(2)A点80N,B点50N;(3)A点100N,B点50N。在牵引力施加点进行力学分析。结果成功建立了患儿头颅、单侧及双侧额眶前移有限元模型。应力分析结果表明,术前患儿的前颅窝及中颅窝的应力分布比较集中。单侧额眶前移模拟截骨后,可见前颅窝尤其靠近患侧应力降低,双侧额眶截骨前移后前颅窝的应力降低。A点和B点施加载荷后,眶上切迹、眶上缘中点、额颞点与额颧缝点在三维平面方向的最佳偏差结果:X值偏差率分别为-29.4%、-20.5%、-8.6%、-9.3%,Y值偏差率分别为20.9%、31.5%、73.0%、539.4%,Z值偏差率分别为4.4%、1.9%、0.1%,11.8%,说明牵引力的施加可以使得骨瓣向内侧、下方、前方移动,初步得出最佳的牵引力为A点80N,B点50N。结论通过额眶前移截骨模拟有限元分析可以更加精细地进行术前手术模拟,明确额眶前移对颅面和颅底形态及发育的影响,也为后期牵引器的设计和植入提供指导。