張純妍，聶 鑫

3D打印技術(shù)是近年快速發(fā)展的新興技術(shù)，其基本原理是根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computeraided design，CAD)模型或X射線計(jì)算機(jī)斷層成像(X-ray computed tomography，CT)形成的數(shù)據(jù)，在電腦程序控制下，基于離散和堆積成型的原理，利用光、熱等外界輸入，并配合打印材料的特性，將打印材料逐步固化、堆積成型，實(shí)現(xiàn)3D復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造[1]。此種3D打印技術(shù)具有能夠按照設(shè)計(jì)的模型構(gòu)建特定空間結(jié)構(gòu)的能力，并能在制備材料時(shí)對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確控制。較單一影像學(xué)診斷數(shù)據(jù)，3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是允許醫(yī)生直接在打印出來的實(shí)物模型上診斷并制定治療方案，還可根據(jù)需要設(shè)計(jì)并制作患者術(shù)后評(píng)估模型。從1988年第一臺(tái)3D打印機(jī)問世到現(xiàn)在，3D打印已經(jīng)歷了技術(shù)開發(fā)、技術(shù)成型、產(chǎn)品推出、技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品衍生、技術(shù)更新與成熟等不同發(fā)展階段(圖1)。3D打印技術(shù)也從最初作為工業(yè)制造領(lǐng)域的新型制造技術(shù)，開始向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不斷拓展。2013年醫(yī)療/牙科部門已占3D打印相關(guān)行業(yè)總收入的16.4%，僅次于消費(fèi)品和摩托[2]。在醫(yī)療領(lǐng)域方面，鏡像技術(shù)、快速成型技術(shù)和計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)將成為未來頜面創(chuàng)傷外科發(fā)展的趨勢(shì)，其中以3D打印為主的快速成型技術(shù)在不到10年的時(shí)間獲得了迅猛的發(fā)展。Hoang等[3]以“3D printing”及“surgery”為主題詞對(duì)相關(guān)SCI論文進(jìn)行meta分析，結(jié)果顯示論文數(shù)量從2011年出現(xiàn)明顯增長，應(yīng)用分類分析結(jié)果顯示其中以用于顱頜面部解剖模型的3D打印論文居多。在材料使用上，也從最初單一PLA聚合物擴(kuò)展到塑料、金屬、蠟、橡膠、光固化和生物材料。雖然3D打印的使用正在激增，但許多應(yīng)用程序用于成像、教育或模擬，而不是直接用于外科手術(shù)。本文主要基于3D打印的基本原理與步驟、臨床實(shí)踐與規(guī)范、未來發(fā)展趨勢(shì)與爭鳴等方面，為有志于通過3D打印技術(shù)解決臨床難題的醫(yī)生提供參考意見和幫助。

圖1 3D打印及相關(guān)技術(shù)的基本發(fā)展歷程

1 3D打印的應(yīng)用范疇及分類

精準(zhǔn)醫(yī)療、個(gè)性化醫(yī)療和微創(chuàng)醫(yī)療逐漸成為醫(yī)療發(fā)展的未來趨勢(shì)，術(shù)前虛擬手術(shù)并以此為基礎(chǔ)的個(gè)性化3D打印模型技術(shù)日臻成熟。3D打印技術(shù)通過精細(xì)化建模、清晰區(qū)分病灶和周圍重要組織，實(shí)現(xiàn)了術(shù)前的數(shù)字化三維設(shè)計(jì)、仿真、3D打印和手術(shù)預(yù)演，3D打印應(yīng)提供詳實(shí)的手術(shù)指導(dǎo)，對(duì)于顱頜面部創(chuàng)傷的手術(shù)路徑應(yīng)包括術(shù)前規(guī)劃和3D打印并滲透于整個(gè)診療過程(圖2)。Choi和Kim[4]認(rèn)為3D打印在整形外科手術(shù)的用途可以分為三類：(1)外科規(guī)劃。包括術(shù)前基本情況、術(shù)中復(fù)位及固定引導(dǎo)、術(shù)后康復(fù)情況預(yù)估；(2)患者教育。3D打印使用在醫(yī)生與患者的教育中，可以直觀的了解創(chuàng)傷程度、術(shù)中規(guī)劃、修復(fù)方式和價(jià)值；(3)訂制假肢。個(gè)體化3D打印假肢與殘肢能達(dá)到更高的契合程度，不僅美觀性更強(qiáng)，而且提高了患者的舒適度。而在口腔頜面部創(chuàng)傷導(dǎo)致的牙齒缺失，3D打印導(dǎo)板可以預(yù)估后期種植義齒的規(guī)格、位置及植入深度，從而有效降低手術(shù)的難度，降低了術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。

圖2 術(shù)前規(guī)劃與3D打印規(guī)范診療路徑

整形外科、顱頜面及創(chuàng)傷手術(shù)對(duì)重建組織的對(duì)稱性和功能要求較高，3D打印中最常用的是固體材料，它能夠精確模擬骨骼等硬組織，有助于解釋3D打印在骨外科手術(shù)(如截骨、輪廓修正、修復(fù)重建)得到迅速應(yīng)用和開展的根本原因[5]。3D打印在手術(shù)中應(yīng)用大致可分為陰?；蜿柲４蛴?，但更多根據(jù)患者的具體數(shù)據(jù)和復(fù)雜性分為4種類型：I型-解剖模型(術(shù)前陽模打印模型)，術(shù)者可以了解患者的基本解剖信息，直接在模型上進(jìn)行模擬手術(shù)，使醫(yī)生術(shù)前在充分訓(xùn)練的基礎(chǔ)上更加有把握地進(jìn)行手術(shù)，這對(duì)提高手術(shù)效率、縮短手術(shù)時(shí)間、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、保障患者安全具有重要作用；II型-導(dǎo)板(陰模打印模型)，根據(jù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)切割和鉆孔的模型；III型-夾板(虛擬手術(shù)后位置的陰模模型，引導(dǎo)最終固位，正頜外科可以設(shè)計(jì)咬合夾板了解患者術(shù)前、術(shù)中頜骨遷徙狀態(tài)及術(shù)后最終咬合情況并進(jìn)行咬合固位)和IV型植入物，可植入患者體內(nèi)直接用于修復(fù)重建，包括惰性材料和生物材料。這些3D打印模型在顱頜面外科中發(fā)揮著重要作用(圖3)。在使用頻率上，術(shù)前創(chuàng)傷模型是最常見的3D打印形式(84%)，而在頜面部患者中引導(dǎo)和夾板也常見(43%和36%)，這可能是因?yàn)樾柰ㄟ^咬合關(guān)系進(jìn)行定位和術(shù)后口頜功能重建。而植入物應(yīng)用相對(duì)最少，主要原因在于涉及到倫理和醫(yī)用材料的準(zhǔn)入制度，但更具有潛力[6]。

圖3 3D打印分類 a. I型-解剖模型；b. II型-導(dǎo)板；c. 夾板；d. 植入物(3D打印鈦合金材料)

2 3D打印的影像數(shù)據(jù)源分類與發(fā)展趨勢(shì)

醫(yī)學(xué)3D打印模型的獲取是基于符合醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信的DICOM數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)3D 打印主要有以下步驟：(1)醫(yī)學(xué)影像圖像數(shù)據(jù)的獲??；(2)圖像處理，提取 ROI，分離出需要重建和打印的部分，該過程被稱為分割；(3)將容積數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為3D打印識(shí)別的三角網(wǎng)格模型；(4)將數(shù)字模型輸入3D打印機(jī)進(jìn)行打印。其中準(zhǔn)確、可靠的影像學(xué)數(shù)據(jù)是獲得精確3D打印模型的基礎(chǔ)[2]。在數(shù)據(jù)源獲取上，除常規(guī)CT外，在顱頜面外科領(lǐng)域，通過增強(qiáng)CT為信息源的3D打印模型可多方位旋轉(zhuǎn)，多方向、多角度了解病變組織范圍與嚴(yán)重程度，以及與大血管、周圍重要器官的解剖關(guān)系(圖4a)。而骨組織創(chuàng)傷與修復(fù)重建應(yīng)用最多的CT數(shù)據(jù)一般要求位素≤0.125mm。薄層CT掃描可給術(shù)者提供清晰、多維可視的圖像，才能打印出符合醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)品。通過3D打印或計(jì)算機(jī)虛擬判斷創(chuàng)傷的具體位置及嚴(yán)重程度、進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，可實(shí)現(xiàn)“診”與“治”一次性解決。對(duì)于涉及到口頜系統(tǒng)的創(chuàng)傷與整形更傾向于采用錐形束CT(Cone beam CT，CBCT)為數(shù)據(jù)源，CBCT體素為0.125mm，重建速度為2.0lp/mm，一次掃描即可獲得全口腔雙牙列三維立體影像(圖4b)。在顱頜面創(chuàng)傷修復(fù)中，由于頜面部作為人體視覺中心，軟組織創(chuàng)傷及面部體表輪廓圖像的獲取也受到研究者的重視。通過面部三維攝像可獲取患者術(shù)前及術(shù)后的3D容貌(圖4c)。此外，將軟組織體表圖像與CT等硬組織圖像信息進(jìn)行融合，更有利于了解術(shù)后患者頜面部的變化特征，為手術(shù)規(guī)劃提供指南與規(guī)范。Zhou等[7]將面部掃描儀數(shù)據(jù)與多層CT數(shù)據(jù)進(jìn)行融合比較，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)重要標(biāo)記點(diǎn)誤差<0.8mm，從而證實(shí)其可行性與真實(shí)性。值得注意的是，頜面部軟組織信息源的獲取也存在一定的不足，如受患者體位影響，頦下區(qū)常出現(xiàn)圖像缺失。在人體口腔輪廓掃描上，專業(yè)口內(nèi)三維掃描系統(tǒng)對(duì)于牙體修復(fù)也具有一定的指導(dǎo)價(jià)值，口內(nèi)三維掃描數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度是決定數(shù)字化修復(fù)成敗的關(guān)鍵。目前市售產(chǎn)品多為藍(lán)光結(jié)構(gòu)光成像，藍(lán)光波長短，圖像分辨率較高。張馨月等[8]對(duì)結(jié)構(gòu)光口內(nèi)三維掃描儀的數(shù)據(jù)質(zhì)量、正確度和精密度進(jìn)行相關(guān)性分析，證實(shí)掃描數(shù)據(jù)精密度與掃描數(shù)據(jù)質(zhì)量呈正相關(guān)。此外，筆者認(rèn)為立體攝影測(cè)量也是獲取口腔及其它人體腔道相關(guān)信息數(shù)據(jù)的重要來源，360°全景3D圖像及相關(guān)視頻將成為影像數(shù)據(jù)源獲取的發(fā)展趨勢(shì)。

a b c

圖4 3D打印的影像數(shù)據(jù)源分類 a.以CT為信息源的圖像信息；b.以CBCT為信息源的圖像信息；c.以面部三維攝像為信息源的圖像信息

3 計(jì)算機(jī)虛擬設(shè)計(jì)分類與發(fā)展趨勢(shì)

顱頜面創(chuàng)傷中因外力因素使骨折斷端出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或壓縮移位是手術(shù)處理和治療的棘手問題之一，常導(dǎo)致臨床效果欠佳和愈后畸形。通過計(jì)算機(jī)虛擬手術(shù)或者通過3D打印模型可以設(shè)計(jì)多平面截骨及最佳修復(fù)方式，這些在傳統(tǒng)手術(shù)計(jì)劃中很難執(zhí)行。筆者在對(duì)頜面頭頸外科患者進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析和3D打印研究后認(rèn)為，三維規(guī)劃與患者的個(gè)性化復(fù)位導(dǎo)板的使用可以真正解決這一具有挑戰(zhàn)性的難題[9]。在創(chuàng)傷導(dǎo)致的骨骼三維變形基礎(chǔ)上的復(fù)雜截骨術(shù)是傳統(tǒng)二維規(guī)劃技術(shù)的棘手問題，而基于三維成像基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)虛擬規(guī)劃和3D 打印技術(shù)可以迎刃而解，既可采用以虛擬重建為基礎(chǔ)的手術(shù)規(guī)劃，也可直接在實(shí)體模型上進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃。3D打印手術(shù)設(shè)計(jì)通常可以分為兩種，一種是將獲取的信息源直接打印為3D產(chǎn)品；另一種是采用計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件進(jìn)行術(shù)前設(shè)計(jì)，特點(diǎn)是能夠直觀的再現(xiàn)頜面部創(chuàng)傷與骨折情況，既可用于醫(yī)患溝通，也可在模型上進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)和預(yù)實(shí)踐，了解術(shù)后愈合情況，而后者通過術(shù)前計(jì)算機(jī)虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用更為廣泛。目前常用軟件包括以下幾種：(1)Mimics：是一套高度整合而且易用的3D圖像生成及編輯處理軟件，包含圖像導(dǎo)入、圖像分割、圖像可視化、圖像配準(zhǔn)等模塊。對(duì)手術(shù)能起到相當(dāng)大的指導(dǎo)作用，可以預(yù)先在軟件里面觀察、測(cè)試、演練等，還可以制作輔助手術(shù)用的器械等。(2)3-matic：是基于數(shù)字化CAD(STL)的正向工程軟件，可直接由STL格式進(jìn)行后續(xù)CAD&CAM處理。徹底改變了產(chǎn)品設(shè)計(jì)準(zhǔn)備到產(chǎn)品研發(fā)制造流程之間的不斷反復(fù)的過程。主要用于制作輔助手術(shù)工具與Mimics具有十分好的兼容性。(3)Simlant：是面向口腔醫(yī)學(xué)的三維手術(shù)設(shè)計(jì)平臺(tái)，涵蓋了種植、正頜外科、正畸以及修復(fù)等臨床設(shè)計(jì)。對(duì)口腔醫(yī)學(xué)的手術(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、可預(yù)測(cè)性強(qiáng)，具有很高的臨床指導(dǎo)性。(4)OHOLO外科手術(shù)模擬器：其操作相對(duì)簡單，可操作性較強(qiáng)。通過3D建模、智能分割、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量等模塊，可以在計(jì)算機(jī)上根據(jù)患者真實(shí)病例影像資料，幫助醫(yī)生完成所有手術(shù)設(shè)計(jì)和規(guī)劃模擬。從而節(jié)約術(shù)中時(shí)間、提高手術(shù)精準(zhǔn)度。(5)E-3D醫(yī)療三維建模與3D打印系統(tǒng)：包括CT/MRI導(dǎo)入、智能重建、骨折復(fù)位和三維測(cè)量功能，軟件界面簡捷，功能鍵直觀，含有相關(guān)教程內(nèi)容，上手性較強(qiáng)[10]。在對(duì)相關(guān)患者進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃中，筆者發(fā)現(xiàn)重型顱頜面部伴有組織缺失的患者是目前進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)的重要難題之一，單側(cè)復(fù)位和缺損修復(fù)可以通過鏡像技術(shù)，利用健側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行參考和分析，而對(duì)于骨及軟組織輪廓已完全喪失的患者仍需通過臨床經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模擬，缺乏數(shù)據(jù)化依據(jù)和參考指標(biāo)。四川大學(xué)田衛(wèi)東教授認(rèn)為大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，居于大規(guī)模數(shù)據(jù)的整合分析是顱頜面部創(chuàng)傷治療規(guī)劃的未來趨勢(shì)，目前應(yīng)積極完善和建立中國人顱頜面部大數(shù)據(jù)，未來術(shù)者根據(jù)患者既往影像資料、體表輪廓及頜面部標(biāo)志點(diǎn)、人體相關(guān)數(shù)據(jù)等信息來源，運(yùn)用云計(jì)算獲得相匹配的人體面部輪廓及頜骨組織形態(tài)，通過3D打印為手術(shù)規(guī)劃提供指導(dǎo)性意見。

4 3D打印原理分類及發(fā)展趨勢(shì)

通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)建模后，需將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印，設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)可以轉(zhuǎn)化為立體光刻(STL) 文件，然后由3D打印機(jī)讀取并有條不紊地構(gòu)建。雖然3D打印技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史，但達(dá)到臨床應(yīng)用程度的精細(xì)要求是直到最近才成為現(xiàn)實(shí)。由于該領(lǐng)域起步很小，技術(shù)種類繁多，各有利弊，每種打印方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，它們的不同之處在于以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件，并且是以可用的材料的方式[11-12]。一些方法利用熔化或軟化可塑性材料的方法來制造打印的“墨水”，還有一些技術(shù)是用液體材料作為打印的“墨水”的，此外，在構(gòu)建時(shí)間、材料使用、精度和耐用性上也有所區(qū)別。目前并沒有用于臨床實(shí)踐和醫(yī)學(xué)研究的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。為了使臨床醫(yī)生能充分了解和正確使用增材制造技術(shù)，筆者列出了幾種常用打印方式的原理、特性和精細(xì)度：(1)熔融沉積成型(fused deposition modeling,FDM):將熱熔材質(zhì)加熱到液態(tài)，通過計(jì)算機(jī)控制的擠壓噴頭噴涂建造每層模型，通過每層材質(zhì)的堆積建立空間立體模型。FDM是最廣泛應(yīng)用的3D打印方式，通過調(diào)整加熱溫度和噴頭的參數(shù)，可以使用多種材質(zhì)進(jìn)行打印。最高截面厚度為0.007mm、X/Y分辨率為0.0028mm。(2)選擇性激光燒結(jié) (selective laser sintering,SLS):使用紅外激光器作能源，粉末狀材料有選擇地進(jìn)行燒結(jié)，逐層進(jìn)行，最終獲取立體打印模型。SLS工藝簡單，可用柔性材質(zhì)打?。蛔罡呔葹閷雍駷?.004～0.006mm、X/Y分辨率為0.030～0.050 mm。(3)光固化快速成型(stereolithography,SLA):使用液態(tài)光敏樹脂進(jìn)行快速成型，這種材料在激光照射下可快速凝為固體。進(jìn)而獲得空間立體模型。SLA可以快速精確地獲取3D打印模型，最高精度為層厚為0.002mm;X/Y分辨率:0.004mm。(4)聚合物噴射成型(polyJet): 是目前軟性材料快速成型的主要方法，使用光敏樹脂進(jìn)行成型，首先使用噴頭將光敏樹脂和支撐聚合物同時(shí)噴射到工作臺(tái)，再使用紫外線照射，完全凝固后再噴涂下一層。最高精度為層厚為0.000632mm;X/Y分辨率0.0017mm。通過以上的打印技術(shù)與原理也能發(fā)現(xiàn)不足之處，從經(jīng)濟(jì)角度及打印速率角度考慮，目前臨床應(yīng)用較多的是熔融沉積成型與光固化快速成型。但應(yīng)用的打印材料質(zhì)地較硬，對(duì)于軟組織無法完全模擬。獲得有效解決需要考慮以下幾個(gè)問題：首先要開發(fā)適合于多種材料打印的影像后處理程序，使其不但能重建顱頜面部的精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)，還能直接在影像后處理的同時(shí)對(duì)組織的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行著色。其次，目前能用于直接植入人體的3D打印材料相對(duì)匱乏，最終未來的研究將需要考慮增加使用可植入物，包括生物材料和不斷出現(xiàn)的新3D打印材料與打印模式的應(yīng)用，可以逼真地模擬軟組織。最后還要探索適合于軟性組織打印的特殊材料，能打印出與人體組織相似質(zhì)地的模型，使外科醫(yī)生能直接進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃與應(yīng)用。未來的3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是有望制作出能高度模擬人體器官形態(tài)與質(zhì)地的模型，其中生物材料使用細(xì)胞或其他生物活性的材質(zhì)進(jìn)行打印，現(xiàn)已進(jìn)入動(dòng)物試驗(yàn)階段，在細(xì)胞打印層面上需要解決速度、精度、存活率與細(xì)胞活性等問題，而最終形成功能化組織還需要解決生物相容性、降解性能、力學(xué)性質(zhì)以及成型過程的可控性等關(guān)鍵問題[13]。

5 顱頜面部臨床應(yīng)用分類及實(shí)施方案

3D打印技術(shù)對(duì)于提高對(duì)稱性，在達(dá)到功能與外形和諧統(tǒng)一的顱頜面創(chuàng)傷外科手術(shù)中具有較大的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐過程中，術(shù)者也應(yīng)該根據(jù)不同解剖部位、不同創(chuàng)傷類型制定3D打印的個(gè)性化治療方案，現(xiàn)將常見顱頜面部創(chuàng)傷修復(fù)的應(yīng)用情況分述如下。

5.1顱骨重建 自體骨移植是重建顱骨的理想標(biāo)準(zhǔn)，但顱骨質(zhì)地較硬，彎曲是相當(dāng)困難和風(fēng)險(xiǎn)，通過顱骨骨移植技術(shù)進(jìn)行顱骨重建首先需要預(yù)測(cè)供區(qū)的曲率是否與受體顱骨區(qū)域匹配。因此，顱骨重建是最早使用基于3D打印模型的臨床應(yīng)用范例。除自體骨移植外，大量的人工材料也廣泛應(yīng)用于顱骨修復(fù)，其中鈦是植入人體的理想材料。Park等[14]通過3D技術(shù)對(duì)21名顱骨缺損患者進(jìn)行了個(gè)性化鈦網(wǎng)植入修復(fù)，與常規(guī)方式相比，其固位性和形態(tài)更具有優(yōu)勢(shì)。目前peek材料由于其強(qiáng)度與顱骨類似、惰性的理化特性也開始應(yīng)用。該材料也通過3D技術(shù)直接打印出顱骨，該技術(shù)目前看來是相當(dāng)成功的，沒有任何并發(fā)癥。非常適合的植入到預(yù)先存在的缺陷如顱蓋骨或上頜骨缺損。然而，由于切除和重建應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，可能的缺陷不能很容易地預(yù)先估計(jì)，因?yàn)榍谐姆秶赡軙?huì)根據(jù)術(shù)中發(fā)現(xiàn)不同。因此，對(duì)于3D打印鈦種植體的成功應(yīng)用，術(shù)前模擬應(yīng)準(zhǔn)確，術(shù)中切除指南應(yīng)根據(jù)術(shù)前三維模型模擬外，還要考慮到骨骼和肌肉的相互作用與其他問題。

5.2眶壁骨折 雖然許多面部骨折可以用3D打印技術(shù)處理，但眶壁骨折是采用3D打印的理想模型，原理在于眶壁具有復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，要達(dá)到理想的重建特別困難。對(duì)于眶壁修復(fù)如果不能達(dá)到精確程度，術(shù)后患者常出現(xiàn)眼球內(nèi)陷或復(fù)視等并發(fā)癥的發(fā)生，主要原因在于眼眶壁骨折手術(shù)中手術(shù)視野有限，常常導(dǎo)致錯(cuò)誤的平面重建。這些困難已被證實(shí)可以使用3D打印技術(shù)進(jìn)行克服，術(shù)前周密的手術(shù)規(guī)劃可以防止異位植入材料。Oh等[15]通過對(duì)側(cè)眼眶的鏡像技術(shù)獲得基本信息源，可以在計(jì)算機(jī)軟件上模擬理想的同側(cè)眼眶結(jié)構(gòu)，然后采用鈦合金植入物并結(jié)合MEDPORE生物材料，成功為104名患者進(jìn)行眶壁重建。

5.3頜骨創(chuàng)傷 對(duì)于下頜骨創(chuàng)傷或醫(yī)源性缺失，下頜骨重建的理想狀態(tài)是不僅能在理想的位置恢復(fù)形態(tài)，而且具有足夠的骨量，能夠進(jìn)行牙種植恢復(fù)拒絕功能。下頜骨重建大多是采用血管化腓骨肌皮瓣進(jìn)行。形態(tài)的重建主要依賴于下頜骨的生理曲率，雖然也可以使用常規(guī)的方法重建，但3D打印技術(shù)能提供更精確的重建方式，包括腓骨截骨和固定導(dǎo)板[16-17]。此外，鈦合金植入物插入人體作為整體也具有可行性，可以直接3D打印個(gè)性化鈦合金關(guān)節(jié)修復(fù)顳下頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直，相關(guān)文獻(xiàn)顯示該類患者重建效果與常規(guī)手術(shù)更為理想，但尚需遠(yuǎn)期療效的分析 。

5.4正頜外科手術(shù) 關(guān)于在正頜外科手術(shù)中使用3D打印技術(shù)的文獻(xiàn)相對(duì)較多，主要集中于3D打印技術(shù)提供了理想的截骨指導(dǎo)和咬合夾板。對(duì)于LeFort I型、II型或III型截骨術(shù)而言，3D打印的I類模型是一種十分有效的的模擬工具[18]。然而值得注意的是，3D打印模型在準(zhǔn)確性方面顯示出的誤差，導(dǎo)致與術(shù)中牙齒咬合狀態(tài)無法達(dá)到完全契合。這提示對(duì)于牙列，需要專業(yè)掃描設(shè)備才能獲得正頜外科手術(shù)理想的牙齒咬合夾板，同時(shí)也提示由于信息來源不同導(dǎo)致3D打印產(chǎn)生的誤差和變形不能忽視，這在正頜外科對(duì)精準(zhǔn)度要求嚴(yán)格的領(lǐng)域顯得尤為突出。

6 總結(jié)

3D打印技術(shù)已應(yīng)用于患者診療的全過程，在術(shù)前規(guī)劃、假體制作、醫(yī)患溝通及醫(yī)學(xué)教育等臨床實(shí)踐中有了較為成功的嘗試。3D打印模型準(zhǔn)確地模擬面部精細(xì)的骨骼結(jié)構(gòu)，在顱頜面創(chuàng)傷中的應(yīng)用也越來越多。既往的文獻(xiàn)證實(shí)其有助于手術(shù)的可行性評(píng)估、降低手術(shù)難度并縮短手術(shù)時(shí)間，通過模型進(jìn)行病情講解、術(shù)前溝通，患者或家屬對(duì)手術(shù)方式及風(fēng)險(xiǎn)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。盡管總體評(píng)價(jià)較高，但3D打印技術(shù)尚有一些不足之處：患者輻射暴露和手術(shù)成本的增加是不可忽視的因素；在著色方面，直接打印出彩色模型的成本太高，大多數(shù)患者難以承受，目前3D打印模型上的不同顏色部位依賴后期人工著色，存在一定的主觀性；影像過程中信息來源不同存在誤差，打印模型與真實(shí)情況也存在誤差，圖像分割不同可以表現(xiàn)為形態(tài)的細(xì)微誤差，尤其在導(dǎo)板設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)術(shù)者產(chǎn)生誤導(dǎo)，在實(shí)施前可以先制作樣板在模型上進(jìn)行校對(duì)。本文提到的用于術(shù)前規(guī)劃的軟件種類繁多，這也代表術(shù)前設(shè)計(jì)不是特別容易，需要大量的時(shí)間和努力，尤其計(jì)算機(jī)模擬中的分割過程比較費(fèi)時(shí)的，未來更迫切能實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化[19]。

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