3D打印技术在骨肿瘤诊疗中的研究进展论文_毋强华,蒋国华,李存,常岱君,刘文辉

3D打印技术在骨肿瘤诊疗中的研究进展论文_毋强华,蒋国华,李存,常岱君,刘文辉

南宁市第一人民医院 骨关节科 广西南宁市 530022

【摘 要】现阶段,3D打印技术在我国临床骨科领域中有着较为广泛的应用,且也取得了较为显著的成效[1]。此研究,笔者将针对骨肿瘤诊疗中3D打印技术的应用情况,作出如下综述。

【关键词】3D打印技术;研究进展;骨肿瘤;诊断治疗

近几年来,随着各行各业的进一步发展,3D打印技术被更为广泛的应用在了临床外科领域当中[2],能够为患者手术方案的制定、术中导航和术前模拟操作等提供重要指导,具有快速性、精确性和安全性等优势[3]。多项研究表明,利用3D打印技术能够取得比常规治疗方法更为显著的临床应用优势。此研究,笔者将着重分析骨肿瘤诊疗中3D打印技术的应用情况,总结如下。

1 基本概述

作为快速制造技术之一,3D打印技术的实现原理主要为分层制造和逐层叠加,能够利用3D打印机进行分层制造,并由此形成一个二维结构的物质平面,然后再按要求对材料进行堆积和逐层叠加,从而获得一个三维结构的产品[4]。现阶段,人们普遍应用的一个3D打印流程为:通过螺旋CT扫描获得相应的Dicom文件,然后再利用计算机辅助设计软件完成三维重建以及设计操作,并以STL的格式将重建结果输入3D打印机中,此时,打印机将会根据设计图,精确且逐层制造出各层面,并对其进行叠加,以获得最终的实物模型。最早,3D打印技术是被引入到颌面外科的诊治中,此后,通过不断地研究和实践,该技术被广泛应用在了骨科领域当中,特别是在骨盆重建以及复杂骨折这两个方面上,3D打印技术更是充分展现出了其自身的优势[5]。

骨肿瘤常会累及人体的重要关节,比如:髋关节与膝关节等,且和大血管与其它解剖结构相邻,若外科治疗不规范,将极容易引发肢体残疾的问题,若情况较为严重,亦可危及患者的生命健康。针对微小亦或者是较为复杂的肿瘤,即便在术前通过影像学检查明确了肿瘤的边界以及范围,在术中依旧无法对肿瘤的切除范围进行明确,若切除的范围比较大,可影响患者术后的恢复,但若切除的范围比较小,则容易增加患者在术后出现肿瘤复发的风险。而3D打印技术的应用则能有效解决以上问题,并能为患者治疗方案的制定提供重要指导。

2 临床应用分析

常规骨肿瘤手术往往需要在术前利用MRI、X线和CT等,对患者骨肿瘤情况进行仔细的观察,并明确肿瘤的边界以及范围,但影像学资料的判读需要临床医师具备良好的空间想象力和丰富的经验,如若不然,将极容易在操作时对肿瘤邻近的血管、器官和神经等结构造成损伤。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆3D打印技术的合理运用,能够将手术部位清楚地显示出来,不仅有助于临床医师观察肿瘤的病变程度,同时还能为肿瘤的诊断和分型提供重要指导。现代研究表明,对1例骨盆肿瘤病患,在术前利用3D打印技术对其手术部位的3D模型进行打印,能够让临床医师充分了解肿瘤各解剖层次间的关系,从而有助于临床医师制定出更加个体化的手术治疗方案,术后随访发现,该病例的肿瘤切除较为彻底,且肿瘤切除的范围误差<4mm,髋关节活动恢复正常,无肿瘤复发的现象。在术前规划工作中合理应用3D打印技术,不仅能够显著缩短手术操作所需的时间,降低术中出血量,还能有效预防术后并发症,提高患者手术治疗的效果[6]。

利用3D打印技术对手术导板进行规范化的设计,并利用快速成型技术对实体导板进行制作,在术中予以正确的引导,能够对肿瘤进行精确的切除[7]。在相关研究中,对股骨远端肿瘤病患采用了3D打印技术,在术前利用CT检查法完成三维重建以及模型模拟手术,同时对复位导板进行设计,利用快速成型技术对实体导板进行制作,在术中引导完成骨肿瘤截骨操作,结果显示,随访48个月,本组病患中无1例发生局部肿瘤复发的情况,也无1例发生假体周围感染、断裂和松动等不良事件。在付军等人的研究中,利用计算机进行了个体化手术和导板的设计,并利用3D打印技术在术前对肿瘤切除和重建手术进行了设计,结果显示,本组术后CT亦或者是X线检查表明肿瘤切除彻底[8]。

一直以来,临床所用的假体植入物大部分都是合金钢板,虽具备生物力学性能,但无诱导成骨亦或者是成骨功能。现代研究表明,利用3D打印技术打印出的假体内植物具备良好的生物活性,若骨抑制材料应用生物材料,并加入生长因子和干细胞,经骨细胞生成和干细胞分化,能够对肿瘤切除后所致的缺损进行永久性的填充,并能实现永久性生物重建解剖结构的这一效果。相关研究表明[9],对骨盆肿瘤病患利用3D打印技术打印出符合临床要求的钛合金假体植入物,然后再对患者施以手术治疗,结果显示,术后30d左右,患者便能下地行走,且其躯体功能和外形也都恢复较好。马立敏,张余,周烨等人的研究中[10],对根骨肿瘤切除病患利用3D打印技术进行术后的肿瘤假体植入治疗,结果显示,患者手术获得成功,术后恢复良好,行走功能完全恢复正常。表明经3D打印技术制作出来的假体,其解剖空间的精确性更高,不仅能够有效促进软组织和骨的整合以及贴服,同时还有助于加快组织功能恢复的速度。

3 结束语

现阶段,3D打印技术在我国临床上有着比较广泛的应用,能够有效减少手术创伤,缩短手术用时,降低肿瘤复发风险,促进患者术后病情恢复,但该技术也存在一定的不足之处,比如:耗费时间比较长等,无法将之用在急诊手术中,故,临床还应通过不断的研究和实践,努力提高3D打印技术的精度。

参考文献:

[1]潘伟,郝永强,严孟宁等.个体化数字导板结合3D 打印技术在旋转铰链型人工膝关节置换术中的应用[J].国际骨科学杂志,2015,(3):231-234.

[2]付军,王臻,郭征等.数字化结合3D打印个体化导板的设计加工及其在骨肿瘤手术中的应用[J].中华创伤骨科杂志,2015,17(1):50-54.

[3]许炜,刘铁龙,杨兴海等.3D打印技术在专训医师中上胸椎椎弓根螺钉置入技术培训中的应用[J].中国卫生产

[4]李小明,陈荣春,郭朝阳等.3D打印技术在骶骨肿瘤切除重建中的临床应用[J].医疗装备,2018,31(19):5-7.

[5]施凤伟,付军,郭征等.3D打印技术在骨科学肿瘤教学中的应用[J].中华医学教育杂志,2015,35(6):916-917,934.

[6]侯磊,李兴方,程远娟等.首例3D打印技术应用于表面膝代替铰链膝人工肿瘤假体置换术中的配合体会[J].吉林医学,2016,(2):486-487.

[7]曲扬,艾松涛,武文等.3D打印个体化导板在骨肿瘤经皮穿刺活检中的初步应用[J].上海交通大学学报(医学版),2018,38(9):1053-1058.

[8]胡巍然,余斌.3D打印技术在骨肿瘤诊疗中的研究进展[J].中国全科医学,2017,20(21):2675-2678.

[9]张剑锋,杨雄刚,魏悦等.3D打印技术在骨肿瘤外科中的应用研究——前沿综述[J].中华骨科杂志,2018,38(2):120-128.

[10]马立敏,张余,周烨等.3D打印技术在股骨远端骨肿瘤的应用[J].中国数字医学,2013,(8):70-72.

论文作者:毋强华,蒋国华,李存,常岱君,刘文辉

论文发表刊物:《中国结合医学杂志》2019年3期

论文发表时间:2019/5/16

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