三维数字化医疗与3D打印技术的深入结合

近日，aau3D小编造访上海光韵达数字医疗科技有限公司。该公司由深圳光韵达光电科技股份有限公司投资，以上海交通大学王成焘教授的技术团队为核心，利用先进的专业医学软件和3D打印设备，将医学与工程学相结合，通过“医学+3D打印+云服务平台”三位一体的工作模式，为医方、科研机构等提供灵敏、快速的个性化医学3D打印服务，将传统医疗器械产品带入个性化、网络化发展的时代，将公司打造成为理念创新、技术精湛的高端医疗器械产业的领航者。

据小编了解，医疗3D打印的主要应用包括手术规划模型、辅助教学模型、手术导板、康复器械、植入修复体、生物3D打印、药物3D打印等。对于难度大、风险高的手术或新开展的手术，术前规划非常重要。

通过3D打印机将三维模型打印出来，既可辅助医生进行精准的手术规划、提升手术的成功率，又方便医生与患者就手术方案进行直观的沟通。除了原始的组织模型，还可以在手术规划时设计并打印出手术导板，起到定位和手术导航的作用。

比如肿瘤手术，因患者肿瘤生长部位、类型、大小不同，手术方式差异性很大，再加之患者间年龄、体型、体质等差异，十分有必要为患者进行一对一的个体化手术设计。3D打印与肿瘤切除技术结合，将加工好的导板能够在手术过程中还原手术设计方案，引导手术者顺利的按照手术前的设计进行手术操作。

3D打印植入物这方面，已经比较接近成熟的还是硬组织（骨科）相关的植入，采用金属3D打印技术进行制造。3D打印技术植入物具有以下几个优点：个性化定制的假体可以缩短患者的适应阶段，也使手术操作难度减小；可以模仿仿生原理的复杂结构，这是通过传统的制造方法无法制造出来的；能减少传统的制作步骤，如具有多孔结构和粗糙的表面，不需要进一步的喷涂或表面纹理化后期处理；更快的植入物生产速度，更贴合的尺寸加快手术的恢复期。

3D打印手术导板：导板是手术设计的逆向工程产物

脊柱椎弓根钉植入钻孔导板：用于辅助医生精准定位椎弓根钉植入点和植入方位，以周边脊柱骨骼形态为定位面，根据患者病损脊柱解剖形态个性化定制。

口腔种植定位导板：用于辅助口腔种植科医生在术中确定种植钉入钉点、方向和深度。可以用周边邻牙或牙龈软组织定位。

人工髋关节置换用髋臼植入定位导板：用于辅助关节外科医生在术中将人工髋臼准确植入到应有的位置。首先，医生可以用光韵达提供的软件进行术前手术规划，确定髋臼正确的植入位置，软件将快速生成定位导板结构。采用医用3D打印材料制作导板，并以骨盆相关部位模型和导板配套的方式提供用户。手术中，医生可在导板的帮助下植入2根克氏针，撤出导板，在2根克氏针之间插入导向块，在“克氏针—导向块”系统的帮助下用髓腔锉施行手术。 

3D打印技术的医学应用成效明显，利用3D打印机可制作适合个体的医疗用品，减少获取环节和时间，临时解决医疗用品不足的问题。随着智能制造的进一步发展成熟，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到生物领域，3D打印技术在医学领域的应用也将被推向更高的层面。未来3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。

一项新技术总是同时带来利与弊，3D打印技术亦是如此。当我们享受3D打印技术带给我们的便利时，也应考虑到它可能带来的问题。当该技术所造人体器官的性能与适应性发展到足以替代人体多数组织器官时，人们可能会产生疑问，他们身体组织器官是否被各种打印成品所替代? 在生物医学领域，3D打印会不会面临与克隆同样的问题? 人体的假脸、指纹和虹膜也可通过3D打印获取，那么生物特征识别这些重要技术的有效性是否受到挑战? 随着3D打印技术的发展，这些问题值得我们深入思考但是我们相信在不久的将来，3D打印结合数字化技术必然能在临床应用中开创出一片广阔天地。