本文原载于《中华骨科杂志》年第10期
3D打印作为近几年在国内盛行的一个热词，已经被大众所熟知。那么究竟何为3D打印呢？3D打印（3Dprinting）也称为增材制造（additivemanufacturing），它是新兴的一种快速成型技术。与传统的减材制造工艺不同，3D打印是以数据设计文件为基础，将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。
现代意义上的3D打印技术于20世纪80年代中期诞生于美国。CharlesHull（3DSystems公司的创始人）和ScottCrump（Stratasys公司的创始人）是3D打印技术的先驱人物。以3DSystems和DTM公司为代表的一批美国中小科技公司在20世纪80年代末至90年代初相继研发出立体光固
成型、选择性激光烧结和熔丝沉积造型等主流技术路线，经过20多年的沉淀和不断完善已经日臻成熟。
3D打印与传统制造业的最大区别在于产品成型的过程上。在传统的制造业，整个制造流程一般需要经过开模具、铸造或锻造、切割、部件组装等过程成型。3D打印则免去了复杂的过程，无需模具，一次成型。因此，3D打印可以克服一些传统制造上无法达成的设计，制作出更复杂的结构。
作为一种新的增材制造技术，3D打印已经开始应用到多个领域，包括珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、教育、地理信息系统、土木工程、3D照相和许多其他领域，而医疗领域也在蓬勃兴起。目前，应用比较多的主要是集中在牙科、整形和骨科。
一、3D打印骨模型辅助进行精准术前诊断、术前计划和模拟手术
骨科手术以前主要依靠患者创伤部位的X线片与CT影像作为手术准备的依据，但是X线片与CT片的阅读与理解均需要医生有良好的空间想象力，而如果能够利用3D打印机1∶1打印出患者受伤骨骼模型，将使术前的诊断更加精准，也可以让缺乏经验的年轻医生避免出现误诊的可能性。
利用3D打印出的1∶1骨骼模型还可以进行详细的术前计划，并开展模拟手术，如选用何种钢板、如何对钢板安全塑形、放置钢板、置入螺钉，所有手术中可能遇到的难题均可以提前演练，获得完善的术前计划，使得手术更加精准和安全，提高手术效率、缩短手术时间、减少手术出血量。
3D打印技术辅助开展的手术主要是骨科中相对复杂、精细的手术，如骨盆骨折、髋臼骨折、上下肢复杂关节内骨折等。引入3D打印机后，医生还可以通过仿真模型为患者讲解手术过程，让患者更了解自身病情和治疗过程，提高患者的配合程度。
目前，常州华森公司已经推出了一款专门用于骨科的三维打印机，并和上海交通大学共同开发了一套专用的傻瓜式操作软件，以实现CT数据的三维重建、模拟手术规划和三维打印。据多家媒体报道，已经医院、医院、北京军区总院、医院、医院、医院、医院、医院医院运用此三维打印技术辅助骨科手术。
二、3D打印个性化手术导向模板的运用可提高手术精准度
由于脊柱与中枢神经相连，医院的高级医师才能做这类手术。但现在可以利用CT数据，在软件中设计一个导向模板，并应用3D打印技术制作出模型。例如脊柱侧凸手术，首先建立计算机的模型，确定入钉点与方位，然后建立模板的数据，通过3D打印做出这个模板，再通过手术将模板扣在脊柱上，延着这个钉打进去，就能使复杂的手术变得精准可靠。另外，在关节手术中，运用3D打印技术，根据患者自身的解剖特点可制作出个性化的切割导板，以获得理想的手术效果并缩短手术时间。在创伤手术中的微创固定模板，也有比较理想的应用方案。
据悉，目前国内已经有包医院、医院、广州军区总院、医院、温州医学院附属二院、医院医院充分运用了这项技术开展精准手术。
三、3D打印个性化内植物
8月份有媒体医院完成了世界首例应用3D打印的人工定制枢椎作为脊柱外科内植物，进行脊椎肿瘤治疗后的稳定性重建；5月份有媒体报道西安第四医院骨肿瘤采用金属3D打印技术制备出与患者锁骨和肩胛骨完全一致的钛合金假体，并成功植入骨肿瘤患者体内，成为肩胛带不定形骨重建的世界首次应用；今年4月份，上海交通大学医医院骨科使用3D打印钛合金假体为一例44岁男性患者成功实施了骨盆软骨肉瘤切除后假体重建手术。
随着金属激光3D打印技术越来越成熟，医院开始尝试利用此技术制造出个体化假体开展各种置换手术，据悉华森公司还在尝试利用此技术打印个体化的创伤和脊柱内固定产品。虽然这些只是个尝试，还未得到充分验证，也未得到国家相关管理部门的正式批准，但相信金属3D打印在骨科一定会有非常广阔的发展空间。
据Device网站报道，澳大利亚Wollongong大学近日开发出一款名为BioPen的设备，可取代传统的手术设备简化繁琐的医疗过程。BioPen使用的干细胞墨水，可以分化成肌肉、骨骼或神经细胞。BioPen为手持3D打印机，可在手术过程中直接在患者体内打印骨骼。
基于生物打印技术的设备研发和临床应用目前在国内还未得到很好地发展，但相信生物打印会给骨科及其他医疗专科带来真正革命性的发展。
医院、学校、企业能够通力合作，从而推动3D打印技术在国内医疗行业的发展，并走在世界前沿。
（常州华森医疗器械有限公司周锦供稿）
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