穆一

2012年末，成龍主演的電影《十二生肖》在全國熱映，該影片在打破IMAX制式中國影片首周票房紀(jì)錄的同時(shí)，也將3D打印技術(shù)帶入大眾視野。電影中有這樣一個(gè)情節(jié)：成龍戴上一副特殊的手套，輕輕摸了一遍獸首后，另一端的3D打印機(jī)就復(fù)制出了一個(gè)一模一樣的獸首來。這實(shí)際上就是3D打印的一個(gè)體現(xiàn)。

使用機(jī)器打印出一個(gè)物體，聽上去像是電影里才有的情節(jié)，但3D打印技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了將近40年。早在20世紀(jì)80年代，3D打印技術(shù)就誕生了。1983年，美國科學(xué)家查克·赫爾（Chuck Hull）在一家公司工作時(shí)突然萌生了3D打印的想法，同年，他便發(fā)明了光固化（SLA）3D打印技術(shù)，查克·赫爾將它稱作立體平版印刷，3D打印技術(shù)由此正式誕生。1986年，他開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。

3D打印，又稱增材制造，屬于快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用已滲透航空航天、建筑、教育、醫(yī)療等各行各業(yè)，也逐漸融入老百姓的日常生活，很多人可能都把玩過3D打印而成的手辦、手機(jī)殼等。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也幫助醫(yī)生解決了很多技術(shù)上的難題，讓很多過去難以實(shí)現(xiàn)的夢想得以輕松實(shí)現(xiàn)?？谇会t(yī)學(xué)的發(fā)展離不開填充材料和模型制作技術(shù)的發(fā)展，這也讓3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是口腔整復(fù)領(lǐng)域，發(fā)揮著越來越重要的作用。

頜面部具有解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、血管神經(jīng)豐富的特點(diǎn)。頜面部與呼吸、咀嚼、吞咽、發(fā)音等功能密切相關(guān)，如果頜面部因?yàn)槟[瘤、外傷、發(fā)育畸形等因素導(dǎo)致組織缺損變形，不僅影響形象，而且會(huì)影響最基本的生活動(dòng)能，甚至危及生命。數(shù)字化醫(yī)學(xué)的發(fā)展，改變了我們以往對(duì)口腔疾病診療模式的認(rèn)識(shí)，這個(gè)“后起之秀”對(duì)為患者提供更精準(zhǔn)、更全面、更科學(xué)的治療方案，挽回失去的“面子”與功能，創(chuàng)造了更多的可能性。

精準(zhǔn)“打印”，讓頜骨重建更具“個(gè)性”

口腔癌是發(fā)生在口腔頜面部的惡性腫瘤的總稱，大部分屬于鱗狀上皮細(xì)胞癌。根據(jù)口腔癌發(fā)生的部位，可分為牙齦癌、舌癌、腭癌、頜骨癌、頰癌、口底癌、唇癌等。

口腔頜面部的腫瘤被切除后，往往會(huì)在頜面部留下巨大的缺損，比如出于治療的需要，口腔癌患者的上頜骨或下頜骨往往要被切除一部分，如果腫瘤較大，切除的頜骨范圍還會(huì)更大。盧主任表示，現(xiàn)在自體骨移植是修復(fù)頜骨缺損的主要方式之一，目前臨床上普遍采用自體腓骨、髂骨、肩胛骨等進(jìn)行移植。

很長一段時(shí)間以來，頜骨的修復(fù)大多停留在形態(tài)修復(fù)的層面，這主要依靠醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)，截骨量和移植位置的精確度有時(shí)難以保證，還會(huì)出現(xiàn)截骨后反復(fù)磨骨的情況，重建的效果參差不齊。

頜骨形態(tài)復(fù)雜，對(duì)重建手術(shù)的精度要求非常高，如果僅僅停留在形態(tài)修復(fù)，會(huì)造成頜骨功能的缺失，難以讓患者回歸社會(huì)。因此，頜骨缺損的重建，不單單是恢復(fù)頜骨的連續(xù)性和容貌這么簡單，還要進(jìn)行咬合關(guān)系的恢復(fù)，重建咀嚼、吞咽、言語等功能，更要保證生命通道的暢通，讓患者正常呼吸和進(jìn)食。

復(fù)雜的頜骨重建手術(shù)對(duì)操作精度的要求達(dá)到毫米級(jí)，技術(shù)難度大，如何才能降低誤差，提高手術(shù)安全性，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化、精準(zhǔn)化、功能化的頜骨重建？3D打印技術(shù)為患者頜面部的精確修復(fù)與功能重建創(chuàng)造了更大的可能性。

在手術(shù)前，通過頜面部CT和口腔掃描儀獲取的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)和制作出手術(shù)模板，輔助醫(yī)生進(jìn)行精準(zhǔn)定位。盧主任表示，現(xiàn)在3D打印技術(shù)在口腔科的應(yīng)用越來越廣泛?！?︰1的精確模型有助于醫(yī)生制訂精確的手術(shù)方案，輔助設(shè)計(jì)制造個(gè)性化的修復(fù)體，不僅可以指導(dǎo)醫(yī)生精確地切除頜面部的腫瘤，還能夠最大限度地保留患者的器官和組織，恢復(fù)其功能達(dá)到精準(zhǔn)醫(yī)療的目的。”

通過3D打印技術(shù)，口腔癌病變的位置、大小、幾何形狀以及與周圍組織的空間關(guān)系，都可以得到清晰的呈現(xiàn)，頜骨重建手術(shù)所需要截取自體骨的數(shù)量和最終填充硬組織的形狀，也可以得到精準(zhǔn)的預(yù)測。

盧主任表示，傳統(tǒng)的人工石膏模型操作工序煩瑣，精確性也遠(yuǎn)不如3D打印。但是，3D打印也并不是完全沒有誤差，只是它的誤差很小，一般來說前后或左右距離的誤差基本不超過2毫米。

重拾自信，挽回“面子”，也是挽回生命

3D打印技術(shù)對(duì)輔助矯正頜面部畸形也發(fā)揮著重要的作用。頜面部畸形是由患者個(gè)體的遺傳因素，或外傷、不良習(xí)慣、疾病等后天因素引起頜骨生長發(fā)育的異常，從而引起上下頜骨之間及其與顱頜面其他骨骼之間的關(guān)系出現(xiàn)異常。

頜面部畸形對(duì)顏面的影響無疑是最直觀的，從前后向、垂直向、左右向等不同的維度來看，頜面部畸形的類型多樣，正像我們常說的“地包天”“歪嘴”等。

頜面部畸形帶來的不僅是“面子問題”，也會(huì)影響到全身健康，頜面部畸形會(huì)降低咀嚼效率，加重患者胃腸負(fù)擔(dān)，引起消化不良或胃腸疾病。此外，頜面部畸形也會(huì)影響口腔健康，給其他口腔疾病埋下隱患。

頜面部畸形有時(shí)甚至?xí)碇旅L(fēng)險(xiǎn)?！叭绻骂M發(fā)育不足，過于短小，不僅嚴(yán)重影響形象，還會(huì)導(dǎo)致氣道受阻?！北R主任表示，下頜發(fā)育不足意味著口腔容量小，會(huì)導(dǎo)致舌根后墜。當(dāng)人體進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，舌根后墜可使上氣道變窄，讓氣流通過受阻，隨著氣道進(jìn)一步變窄，上氣道軟組織開始振動(dòng)，會(huì)引起打鼾和呼吸困難，當(dāng)肌肉過度松弛，上氣道被完全堵塞，嚴(yán)重者可發(fā)展成OSAS（阻塞型睡眠呼吸暫停綜合征）。氣道不通暢，久而久之就會(huì)給有心血管疾病、呼吸道疾病打開便利大門，甚至可能危及生命。

“通過正頜手術(shù)將下頜‘拉長，使之達(dá)到一個(gè)正常的位置，既改善了外形，同時(shí)又改善了氣道，這樣才能降低健康隱患?！北R主任介紹，正頜手術(shù)需要口腔正畸科和口腔頜面外科兩個(gè)科室的協(xié)同合作，這樣才能保證患者的咬合關(guān)系和良好的矯正效果。需要進(jìn)行外科手術(shù)的患者，一般都需要先接受一段時(shí)間的正畸治療，而外科手術(shù)完成后，也需要通過持續(xù)的正畸治療進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整，這就是一個(gè)完整的“正畸-頜面外科聯(lián)合治療”。

“地包天”、偏頜畸形也是頜面部畸形的常見類型。“地包天”是由于下頜過度發(fā)育而引起的頜面部畸形，而偏頜畸形的主要特點(diǎn)是頦部偏斜，常造成患者雙側(cè)顏面的不對(duì)稱及頜關(guān)系紊亂。頜面部畸形嚴(yán)重影響患者容貌、咀嚼、發(fā)音功能，會(huì)給患者生理和心理健康造成傷害。

“如果追溯一下病史，有不少偏頜畸形的患者小時(shí)候發(fā)生過外傷，外傷導(dǎo)致下頜骨的兩側(cè)發(fā)育不對(duì)稱，從而導(dǎo)致偏頜畸形。”盧主任表示，在下頜骨有一個(gè)部位叫作髁狀突，它是一個(gè)下頜骨的生長中心，如果髁狀突受到損傷，哪怕當(dāng)時(shí)沒有大礙，等到幾年以后，甚至十幾年以后出現(xiàn)癥狀時(shí)，往往已經(jīng)遲了?！?/p>

在臨床上，偏頜畸形的治療難度在于這種頜骨畸形的不對(duì)稱性：既有位置的異常，又有大小的差異，除了骨組織外，還伴有軟組織的不對(duì)稱畸形。進(jìn)行治療時(shí)，既要糾正咬合關(guān)系的紊亂，矯正頜骨空間位置，又要恢復(fù)頜骨的對(duì)稱性。

在糾正頜骨發(fā)育偏斜的問題上，3D打印技術(shù)表現(xiàn)出了它獨(dú)特的優(yōu)勢。利用3D打印技術(shù)，可以得到患者1︰1的頭顱三維模型，醫(yī)生可以在此模型上進(jìn)行模擬截骨、骨塊移位和固定等操作?！氨热缙M畸形的患者，下頜骨是偏的，常伴有上頜和平面的歪斜，上頜骨是否要去骨、要抬高還是下降、移動(dòng)的距離是多少，通過3D打印技術(shù)，都可在術(shù)前通過電腦先進(jìn)行頜骨的截取和移動(dòng)的模擬?！贝M手術(shù)完成后，上下頜骨咬合，便可以打印出截骨導(dǎo)板及咬合導(dǎo)板，使手術(shù)中的截骨位置及截骨量更加明確，大大提高了手術(shù)的精確度，縮短了手術(shù)時(shí)間，也統(tǒng)一了醫(yī)患之間的審美觀。

得益于3D打印技術(shù)的發(fā)展，目前3D打印協(xié)助完成了不少臨床案例，患者個(gè)性化的修復(fù)需求得到了進(jìn)一步的滿足。可以預(yù)見，3D打印技術(shù)在口腔頜面外科領(lǐng)域的應(yīng)用前景將非常廣闊。

從蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織，再到以色列特拉維夫大學(xué)的研究人員使用患者自己的細(xì)胞和生物材料打印出世界上第一個(gè)3D血管化心臟，不難發(fā)現(xiàn)，從不直接植入人體的醫(yī)學(xué)模型、器械，到具有生物相容性的人體植入物，再到使用活細(xì)胞、蛋白及其他細(xì)胞外基質(zhì)作為材料的具有生物活性的產(chǎn)品，3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的探索與應(yīng)用正一步一步不斷深入，隨著新型材料、制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，未來“人造組織器官”的制備和應(yīng)用，也許真的不再是夢想。

（編輯 ? ?楊小龍）