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楼主  发表于: 2020-03-03 10:06天前

 3D打印制备的人工骨在临床上的应用进展

    科技的不断进步极大地推动了医疗事业的发展,近年来,3D打印技术已成为各大行业的应用热点,常应用于快塑原型层面、手术辅助工具、快速制造、制造具有生物活性的组织器官等方面的研究,其中,该技术在临床上打印人体组织器官方面极具魅力。

    3D打印技术是集分层制造技术、材料学、计算机辅助设计、数控等先进技术于一体的新型制造技术。在汉斯出版社《生物医学》期刊中,有论文从3D打印技术的原理、制造工艺、特点以及3D打印技术应用于临床的预后几个方面,探讨了3D打印技术精准化和个性化制备的人工骨在临床上治疗骨缺损等相关疾病的应用。

    3D打印技术中通常使用的是CAD数据,它是一种设计数据,这些数据利用专业软件分析即可获得,随后将这些数据输入机器获得一个实物或者实体的数字模型,再对这一数字模型进行分层、切片处理,得到每层切片的二维轮廓,最后生成控令数据;接着在获取二维数据的条件下,选取合适的材料和制作方法,从最底层对所使用的材料进行物理层积,经过几个小时后可得到一个实物,即为最后的3D打印模型,取出后便可使用。

    3D打印技术从原理上可分为三个步骤,第一,切片方向不同会导致最后获得的实物模型形状不同,如圆柱体横切和竖切最后获得的形状分别为圆形和长方形;第二,其分层的厚度不同影响其所得模型的精度;第三,任何的模型均可以通过物体分析获取二维数据然后通过3D打印技术进行层层堆积建造模型。以上分析均可得出3D打印技术能够打印出任意形状的实体模型。

    近年来,随着3D打印技术的不断发展,该技术逐渐被应用于多个领域,其中,3D打印技术在医学中的应用意义重大。临床上,骨移植已成为继输血后的第二大最常见的移植,多种因素导致的大面积骨缺损常需借助移植骨进行治疗,而在此过程中,成功移植的关键就在于所用骨材料的性能和移植骨与缺损处的匹配度,3D打印技术正是这样一种可满足关键条件的技术。近年来,随着传统制造工艺不断更新和发展,3D打印等新技术的引进,结合医学影像技术、数字仿真技术、材料科学等,3D打印在医疗领域产生了深远影响。

    尽管3D打印技术在现阶段还不够成熟,仍存在费用高昂、不易大规模投入生产运用、对力学和生物学材料要求高等问题,同时,材料和设备本身还具有很多的局限性,使之不能完全满足临床实践的需要。但其在术前规划的应用中,可在一定程度上降低手术风险,缩短手术时间;在精确个性化骨缺损修复治疗中,可为患者及顾客提供理想化的预后效果。随着这项技术的不断完善,3D打印技术必将被广泛地应用于临床实践。
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