3D打印是一种快速成型技术,是以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在国外,3D打印技术已经在新产品开发、生物医疗、航空航天、影视教育创意等方面有较多应用,而我国还主要局限于模具打印、文化创意产品等少数领域。西方国家在医疗健康领域方面的3D打印技术已经取得成效,已经可以打印出个性化的假牙、假肢。
传统髋臼骨折切开复位手术创伤大,一般要切开一个20至30厘米的切口,手术时间长,手术中出血量大、恢复慢。采用3D打印技术进行微创腹腔镜辅助下髋臼骨折的手术主要就是通过3D打印技术及微创技术提升手术精度,减轻患者痛苦。
一般手术方案为:对患者骨盆进行三维重建模拟复位后,采用3D打印技术,将患者的仿真骨盆模型按照1∶1的比例打印出来,虚拟手术设计钢板的最佳位置、螺钉植入的最佳方向,并进行钢板、螺钉长度数据的测量,螺钉方向导航模块的设计及钢板预弯等一系列术前体外模拟手术,最终才在腹腔镜辅助下实施髋臼骨折内固定术。所有准备工作操练完毕,最后正式为患者实施髋臼骨折内固定术。
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手术在腹腔镜辅助下进行,首先在腹壁上打四个0.5至2.5厘米的小孔,将腹腔镜置于腹膜外建立气腹,充分“显露”髋臼骨折部位,然后将之前模拟手术时预弯好的钢板放置到最佳位置,并钻孔植入螺钉。由于术前螺钉长度已按照伤者的身体进行精确测量,手术中不需要反复预弯钢板及测量螺钉,使得手术时间大大减少。真正的内固定时间不到1小时,前后出血仅80毫升。如果按照传统术式来做,出血至少得1000毫升。术后复查钢板位置及螺钉植入方向长度与术前3D打印模拟手术完全匹配。
传统髋臼骨折切开复位手术由于切口大,因此康复周期很长,而微创手术由于伤口小,疼痛轻,患者当天就可翻身,次日就能坐起来,还免得落下长长的疤痕。可见采用3D打印技术完成术前模拟骨折整复手术,可以大大减少手术操作中的失误,减轻病人的痛苦。新手术的运用,也可大大节约血源。
当前的3D打印技术可以打印出与患者完全匹配的全仿真器官进行手术预演。但未来3D打印技术一个前沿方向是研究如何打印‘活’的人体器官。只要能找出与人体相容的材料,再把人体的细胞放上去进行增殖分化,也许就能够制造出真正的人体组织。不过,当前打印人体器官还只是一种科学愿景,这依赖于打印材料和技术上的突破,并需要开展生物、医学、计算机等多学科来交叉研究。
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