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一场由3D打印引起的医学革命已然开始,相比于工业更迷恋于传统生产方式的状态,医学界对于3D打印技术有着一种先天的亲切.
上世纪80年代3D打印技术出现后,尽管采用的是非金属材料,但在医学界却有着非常重要的作用.
上海交通大学数字医学临床转化教育部工程研究中心通过产业化将这项技术用于涉及骨与牙等人体硬组织外科领域,目前已为全国96家医院提供了6000余例产品服务.
X光的出现,使医生在术前得以看到病人患病部位二维影像. CT与磁共振医学成像技术的出现,使医生能够看到病灶部位的一系列断层图像,构成准3D的患体信息.这两大技术在临床医学中具有里程碑作用.
今天,通过骨骼CT影像数据处理和建模,利用3D打印技术可以制作出1：1的患骨3D实物模型,是患体术前信息的第三次提升.使医生不仅可以进行更为细致的手术规划,甚至可以进行手术操作演练.
目前医生对患骨模型的需求不断提高.
广州军区广州总医院在上海交通大学的支持下,2008年建立了为全院服务的3D打印技术中心,目前已为骨科、整形外科、口腔科、泌尿科等提供了近700具模型,3D打印设备增加到三台,由广东省物价局定价,成为常规的医疗服务.上海交通大学正努力推广这一模式,同时为一时缺少自建能力的医院提供这项服务.
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近年来,基于3D打印技术的数字化手术模板已经被广泛运用到手术精准化中.
在整形外科、口腔科,以及种植牙手术中,针对患者个体化设计的手术导板已成为我们3D打印产业服务的每一天内容.
一个值得注意的事实是,医学治疗的个性化是21世纪医学发展方向之一.
在骨组织外科中,由于骨病损状态是随机的,因此用于骨缺损修复的植入物也只能是个体化的,必须 “量体裁衣,度身定做”.术前对患者骨骼进行精确的在体三维测量非常困难,而今天,患骨3D打印模型使“量体裁衣”成为可能.由于现代交通日益发达,与个体化骨修复体相结合的3D打印业务量可达3D打印医学服务总量的2/3.
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在个体化人工关节置换、个体化接骨钣、个体化骨盆修复等临床手术中,3D打印技术得到广泛应用.并且随着计算机辅助设计和制造技术的发展,在临床中日益推广.
金属3D打印技术的出现给硬组织外科植入物的进一步发展提供了强大的技术支撑.
首先,金属3D打印技术改变了传统骨科植入物的设计与制造工艺.
它可以方便地制作各种空间结构和孔隙度的多孔钛实体,使植入物的生物学多孔表面设计更为合理,工艺更为可靠.将改变假体由大块实体金属材料构成的传统模式,实现轻量化,并使假体的力学性能与人体骨组织更为匹配.这些都将对未来植入物的设计产生深远的影响.
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其次,金属3D打印技术是个性化植入物的强大推力.
其最大特点是直接将计算机中的三维设计转化为由医用不锈钢、钛合金、钴铬钼合金制成的植入物.不再需要中间繁复的工艺过程和装备,不É
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人们可以设想,有一天医院自己可以建立制作中心,根据医生的治疗需求和设计,自己打印临床需求的植入物,快速通过临床使用.
最后,金属3D打印将带来口腔修复技术的一场革命.
传统口腔修复义齿（俗称假牙）的制作,通常是由患者咬印牙模,口腔科医生制作出石膏模型,然后交付后方技工所,通过修模、排牙、用失腊浇铸工艺制作金属牙冠、表面烤瓷等繁复过程完成,患者须要多次到医生处试戴和修整,周期很长.其中金属牙冠失腊浇铸工艺环节制造周期长、精度差.金属3D打印可按计算机中的牙冠设计直接打印出金属牙冠,革除失腊浇铸环节,彻底解决了这些问题,是促成口腔修复医学技术革命的重要组成部分.
3D打印技术自诞生之日起,就被医学界、特别是硬组织外科领域广泛采用,至今已有20多年历史,其临床应用具有非常广泛的产业化市场.金属3D打印更为这项技术的医学应用开辟了广阔的前景.
（李祥、袁建兵对本文亦有贡献）
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