3D打印技術在足踝外科的應用價值

足踝部具有骨骼及關節(jié)數(shù)量多、形態(tài)復雜、體積小等特點，故該部位創(chuàng)傷診治一直是骨科領域的難點之一。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，3D打印技術應運而生。借助于3D打印技術快速、個體化的優(yōu)勢，一些足踝部位研究難點得以突破。

1、個性化足踝矯形器定制

足踝矯形器是一種用于控制足踝部運動的裝置，可用于固定關節(jié)炎、骨折損傷部位和糾正足踝部畸形。批量生產(chǎn)的足踝矯形器型號有限，無法提供個體化服務以實現(xiàn)最佳矯形效果。定制的足踝矯形器雖解決了上述問題，但其制作耗時長且對工藝技巧要求高。

3D打印的足踝矯形器應用逆向工程和快速成形技術，在大幅降低個體化足踝矯形器制作難度、縮短制作時間的同時，可實現(xiàn)與定制的足踝矯形器相同，甚至更佳的效果，且在抗壓力和抗扭力等方面表現(xiàn)良好。目前應用3D打印技術制作的足踝矯形器在各種測試和實驗中均表現(xiàn)良好，投入臨床應用前景可期。


2、足踝部骨骼模型

足踝部骨骼多、形態(tài)復雜，對該部位進行手術需術者具有扎實的解剖知識、較強的空間想象能力、豐富的臨床經(jīng)驗和完善的術前設計。即使具備上述條件，患者個體化差異仍可導致手術難度增大和操作時間增加。

術前制備足踝部骨骼3D打印模型，可提供逼真的模擬手術環(huán)境，幫助術者對手術部位進行全面觀察和了解。此外，足踝部骨骼3D打印模型還可用于術前預復位、術中鋼板螺釘置入及內(nèi)固定模擬。導向模板有助于骨折復位、鋼板預彎、內(nèi)固定物置放位置及角度確定、截骨矯形術設計等，因其能減少手術難度、增加手術準確性、減少術中Ｘ線透視使用次數(shù)，在臨床上具有較為樂觀的應用前景。

3、植入物個性化設計

足踝部損傷常會造成骨骼缺損，此時需進行適當?shù)闹补且灾厮芷浣Y構完整性。但由于足踝部骨骼結構復雜，骨骼缺損呈不規(guī)則狀，因此對植入物塑形常在術中耗費大量時間。
利用3D打印模型，可在術前即應用3D打印技術制備個體化骨片和假體，不但節(jié)省手術時間，還能實現(xiàn)更好的匹配。目前3D打印技術主要用于預處理鋼板，經(jīng)3D打印技術處理的鋼板較傳統(tǒng)鋼板更能個體化地適應患者骨骼情況，從而達到更佳的療效。LeUkers等應用3D打印技術打印羥基磷灰石支架并在其上培養(yǎng)干細胞，使這些支架成為類似人體骨骼的結構。3D打印技術可構造出任意形狀的物體，因此其在足踝外科中的應用價值值得進一步研究。

結語
應用3D打印技術制作的足踝矯形器不僅能實現(xiàn)個體化治療，還能減少人工成本和時間成本。對復雜的足踝外科手術，3D打印模型和導向模板不僅能減少手術難度、減少術中透視次數(shù)，更能增強手術精確性。此外，3D打印技術也可應用于制造個體化植入物，隨著3D打印模型表面處理和幾何精確度等技術的進步，3D打印技術在直接打印植入物方面有巨大的發(fā)展空間。(文章摘自：國際骨科學雜志2015年第36卷第1期)