d打印技术临床应用学习课程

1、第1页/共42页第一页，编辑于星期五：十七点 三十七分。3D技术的定义技术的定义13D打印在医学领域中的应用打印在医学领域中的应用23D打印技术的优劣打印技术的优劣3术后的护理术后的护理4第2页/共42页第二页，编辑于星期五：十七点 三十七分。3D打印技术的定义打印技术的定义 3D打印技术(又称快速成型技术) 原理:采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体。 3D打印技术可以 制作任意复杂几何形状的实体，不受传统加工方法的限制，很大程度上提升了生产效率，可以实现单件、个性化产品的快速制 作。 随着3D打印技术的发展，该技术被越来越多应用于医学领域第3页/共42页第三页，编辑于星期

2、五：十七点 三十七分。3D 骨组织打印的基本框架的特性骨组织打印的基本框架的特性易打印性与缺损部分的契合性良好生物相容性与可塑性骨 诱导性与力学稳定性框架特点框架特点第4页/共42页第四页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第5页/共42页第五页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第6页/共42页第六页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用三维印刷技术 3DP1选择性激光烧结技术SLS2选区激光熔化技术SLM3熔融沉积造型技术FDM4第7页/共42页第七页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 三维印刷技术 3DP 常采用非金

3、属粉末材料，通过逐层 粘结制备零件，常用于非承重要求的零件制作。第8页/共42页第八页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 选择性激光烧结技术SLS 可采用多种材料，如塑料、陶瓷、金属等，可用于制作定位导板模型， 制件强度高，材料利用率高。第9页/共42页第九页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 选区激光熔化技术SLM 常采用钛合金等材料，用于制备颅骨、颧骨部位缺损的、具有一定承载能力的定制化假体 等。第10页/共42页第十页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 熔融沉积造型技术

4、FDM 一般是热塑性材料，如蜡、ABS树脂，常应用于制备手术策划的骨骼模板或者生物骨。第11页/共42页第十一页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 创伤、肿瘤切除、手术翻修、畸形矫正及感染等原因均可造成骨质缺损并进而引起骨延迟愈合或不愈合， 迄今骨缺损及骨不愈合仍是骨科临床需要解决的重要问题。目前，治疗骨缺损的方法主要包括自体骨移 植、异体骨移植以及人造材料填补。众所周知，自体骨移植是治疗骨缺损最主要也是最可靠的方法，但风险极大，最近我科室在郑大伟主任的带领下顺利的完成了这样一个全新技术的应用手术 第12页/共42页第十二页，编辑于星期五：十七点 三十七

5、分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 患者,男，32岁，半年前不小心被机器压伤左手，致第2-5指缺损，于本院救治，患者伤口污染严重，不具备断指再造条件，一期选择腹部皮瓣修复创面，半年后伤口疤痕软化，二次手术时机成熟。 由于患者左手手部组织损伤严重，局部广泛疤痕增生，残肢与周围血管、神经关系不明。在以往，医生只能通过患者X光片进行术前分析，但X光片是平面化影像，需要医生充分发挥立体想象空间，凭借经验进行手术，稍有闪失，即可造成指体坏死、截指的严重后果。 郑主任采取了3D打印技术，为患者进行手术第13页/共42页第十三页，编辑于星期五：十七点 三十七分。 传统 3D技术 传统再造方法: 凭

6、借医生经验大致设计，截取的脚趾按缺损量扩大1.1倍切取，然后进行修剪，造成患者身体组织浪费，对供区造成过度损伤，影响患者行走。 3D技术: 利用CT重建患者左、右手三维图像，利用右手镜像模拟设计，打印出患者1：1左手模型。该一模型可以精确地显示出缺损“指体”的长短、粗细，血管、神经的解剖位置。第14页/共42页第十四页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 现在我们大家来共同看一组该患者在临床手术中使用3D打印技术应用的图片第15页/共42页第十五页，编辑于星期五：十七点 三十七分。手术前手术前第16页/共42页第十六页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第1

7、7页/共42页第十七页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第18页/共42页第十八页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第19页/共42页第十九页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第20页/共42页第二十页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第21页/共42页第二十一页，编辑于星期五：十七点 三十七分。第22页/共42页第二十二页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 由此看出，在3D打印技术的帮助下可以进行精确的术前设计，医生对患者左手的小指、无名指进行再造，让其左手日后重新拥有拿捏功能。 此次将3D打印技术应用于手指再造的治疗，在我省尚属首次。第23页/共42

8、页第二十三页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 图1术前策划流程图，对于修复部位与原型相匹配模型设计是这项技术的难点。可以根据特定患者的CT数据来逆向建模，这 样极大地减少模型出错的可能性，有利于建立准确的患处模型。除了进行术前模拟策划，还可以通过3D打印技术模型向患者及家属详细讲解病变的复杂性及手术操作的危险性，取得患者及家属的理解与配合。第24页/共42页第二十四页，编辑于星期五：十七点 三十七分。CT数据手手术术前的策前的策划划流程流程图图(图图1）1逆向CAD建模 23D打印实体模型3术前策划4第25页/共42页第二十五页，编辑于星期五：十七点

9、三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 图2手术辅助器械的应用 通常在患者的二维影像中无法获取缺损部位空间隐藏的信息，为保证使病变部位的解剖形态具体化，并根据具体的情况制作 专门的辅助器械，应用3D打印技术建立需手术部分的模型，并制作与之相匹配的导板等辅助器械，可有效的保证手术的质量。 图2为手术辅助器械设计流程图，其中根据患处逆向CAD模型进行导板等辅助器械的设计是整个过程的关键。第26页/共42页第二十六页，编辑于星期五：十七点 三十七分。CT数据手手术辅术辅助器械助器械设计设计流程流程图图（图图2 ）1逆向CAD健模 2设计辅助器械33D打印患处模型与辅助器械4手术5第27页

10、/共42页第二十七页，编辑于星期五：十七点 三十七分。医学领域医学领域3D打印的应用打印的应用 定制假体中的应用 由于患者的骨骼结构因人而异，所以根据特定患者的CT或MRI数据而来设计并制作种植体，这样极大地减少了假体制作的 出错几率，实现了假体制造和植入的“个性化”。目前， 3D打印技术已广泛应用于颅骨、眼眶、颌骨及牙假体、耳廓假体、人工骨盆等 的个性化制作。 图3为定制假体设计流程图，定制化假体是根据患者自身的信息和数据制作的，对假体与身体的适配性要求很高。因此在设 计过程中，不仅要精确设计缺损部位的形状，使假体可以嵌入缺损部位中，增强边缘密封性，使固位稳定，而且还要准确的设计假体的力学强

11、度，从而保证假体的应力分布第28页/共42页第二十八页，编辑于星期五：十七点 三十七分。CT数据定制假体定制假体设计设计流程流程图图（图图3）1逆向CAD健模 2设计假体33D打印患处模型与假体制作4实体使用5第29页/共42页第二十九页，编辑于星期五：十七点 三十七分。3D打印打印优势优势缩短手术时间，提高手术效率生物相容性良好解决复杂的医疗手术问题个性化定制稳定性与精确性第30页/共42页第三十页，编辑于星期五：十七点 三十七分。（1）优势 3D打印的优势： 稳定性与精确性。目前的外科整形存在一 系列复杂的结构处理问题，如颅面骨三维结构的定位、移动和重建，软组织形态结构的三维重建等，对定位

12、的精确度要求极高， 这也是传统整形外科技术的瓶颈。3D打印技术的显著的优势在于 有精准“提前预演”，不仅具有极高的稳定性和精准性，而且能 保证修复的结果与就医者的心理预期相一致。 个性化定制。3D 打印可以根据每位整形者整形部位的特征“量体裁衣”，打造完 全契合身体构造的部件。第31页/共42页第三十一页，编辑于星期五：十七点 三十七分。 解决复杂的医疗手术问题。例如，头 部手术属高风险性复杂手术，通过3D打印技术模拟演练以及精准 的操作可降低其手术风险。 生物相容性良好。Stratasys公司在生 物相容性方面的技术突破使得3D打印面部骨骼整形的术后并发症 概率大大降低。如PolyJet光聚

13、合物材料已通过包括细胞毒性、基 因毒性、迟发型超敏反应、过敏性和美国药典塑料 VI 级5 项医疗 审批。 缩短手术时间，提高效率。第32页/共42页第三十二页，编辑于星期五：十七点 三十七分。劣势劣势主导 的技术标准、开发平台尚未确立，技术研发和推广应用还处于无 序状态。3D 打印技术可以复制很多东西，对人体 指纹、虹膜的复制可能导致生物特征识别技术失败，涉及到社会 稳定、伦理道德等问题。3D打印的个性化定制很难形成规模效 应，产业化能力低。设备及材料的成本费用高，难以大面积推 广。尚有许多技术未突破，能整形部位只限制在少数几种。国内缺乏掌握3D医用整 形技术的专家及医疗团队。劣势第33页/共

14、42页第三十三页，编辑于星期五：十七点 三十七分。 （2）劣势 相对于传统整形行业，3D打印的劣势也较为突出： 主导 的技术标准、开发平台尚未确立，技术研发和推广应用还处于无 序状态。虽然在2012年中国成立了3D打印技术产业联盟，但其发 展的步伐仍然较慢。 3D 打印技术可以复制很多东西，对人体 指纹、虹膜的复制可能导致生物特征识别技术失败，涉及到社会 稳定、伦理道德等问题。第34页/共42页第三十四页，编辑于星期五：十七点 三十七分。 3D打印的个性化定制很难形成规模效 应，产业化能力低。 设备及材料的成本费用高，难以大面积推 广。 尚有许多技术未突破，能整形部位只限制在少数几种。3D 打印基本上还是“硬打印”，在双眼皮等简单手术中因其和原有 技术相比无明显优势，难以打开市场。 国内缺乏掌握3D医用整 形技术的专家及医疗团队。第35页/共42页第三十五页，编辑于星期五：十七点 三十七分。术后护理术后护理 第36页/共42页第三十六页，编辑于星期五：十