【解析】數(shù)字化3D打印技術(shù)在OSAHS治療中的應(yīng)用

數(shù)字化醫(yī)學(xué)作為數(shù)字化技術(shù)與醫(yī)學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，近年來得到了快速的發(fā)展。數(shù)字化3D打印技術(shù)近年來發(fā)展迅猛，已逐漸發(fā)展成為第三次科技革命的支柱型技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于軍事、精密儀器制造和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中，正在逐步改變?nèi)藗兊纳�活。根�?jù)2016年上半年3D打印項(xiàng)目投資相關(guān)數(shù)據(jù)，其在生物醫(yī)療的投入大幅增加，相關(guān)技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.數(shù)字化3D打印技術(shù)的理論基礎(chǔ)
3D打印是一種先進(jìn)的增材制造技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終將計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。3D打印技術(shù)的工作原理主要有3 種，即熔融堆積（FDM）、立體光刻（SLA）和激光熔化（SLM）。

2.數(shù)字化3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

在數(shù)字化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，3D打印技術(shù)已展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢和光明的應(yīng)用前景。主要應(yīng)用于打印醫(yī)學(xué)模型，制作手術(shù)導(dǎo)板，醫(yī)用鈦合金植入物修復(fù)頜面部缺損，打印新的修復(fù)材料，與生物組織工程結(jié)合修復(fù)器官及組織缺損等領(lǐng)域。其價值在于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化治療，提升醫(yī)患溝通效率，實(shí)現(xiàn)青年醫(yī)師的鍛煉與培訓(xùn)。假肢、皮膚、模型支架（特別是牙科模型）、牙齒正畸裝置等的直接打印使臨床和研究工作不斷深入。

首先，利用3D打印技術(shù)制造金屬修復(fù)體植入物，已得到了廣泛的應(yīng)用，但在修復(fù)體的設(shè)計(jì)優(yōu)化和制造上還要深入研究。其次，制造具有生物活性的組織和器官。目前，利用3D打印技術(shù)制造的軟質(zhì)半透明心臟，病變區(qū)域清晰可見，可1∶1再現(xiàn)病區(qū)空間的相對位置，為類硅膠材質(zhì)，有彈性，可切割。

利用3D打印技術(shù)制造的硬質(zhì)心臟模型，具有心臟房室結(jié)構(gòu)，可完整展現(xiàn)心臟的復(fù)雜外形和內(nèi)腔，可用于教學(xué)和展示。利用3D打印技術(shù)制造的軟質(zhì)透明肝臟，癌變區(qū)域與血管清晰可見，1∶1再現(xiàn)病區(qū)空間的相對位置，為類硅膠材質(zhì)，有彈性，可切割。3D打印技術(shù)制造的軟質(zhì)透明腎臟，腎小盞與腎結(jié)石清晰可見，為類硅膠材質(zhì)，有彈性，可切割。數(shù)字化3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，如可按照醫(yī)生要求制作出各種復(fù)雜的個性化修復(fù)體，打印出個性化的義齒等。

2012年，F(xiàn)igliuzzi等利用3D打印制造的種植體，完成了即刻種植。在頜面外科最初應(yīng)用主要是原型制造和模型外科，由此設(shè)計(jì)制作個性化修復(fù)體。1∶1的精確模型可使醫(yī)生在手術(shù)前直觀地看到病變，進(jìn)行精確的手術(shù)計(jì)劃，輔助設(shè)計(jì)制造個性化修復(fù)體，從而使手術(shù)簡單易行，縮短手術(shù)時間，患者外形和功能恢復(fù)較為理想。2011年6 月，世界首例由3D打印技術(shù)制作的個性化全下頜骨移植手術(shù)成功地恢復(fù)了患者的語言表達(dá)和進(jìn)食能力。數(shù)字化3D打印技術(shù)將對醫(yī)學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

3.數(shù)字化3D打印技術(shù)在OSAHS治療中的應(yīng)用
數(shù)字化3D打印技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于OSAHS治療手術(shù)的各個階段。在歐美發(fā)達(dá)國家，數(shù)字化3D打印技術(shù)在OSAHS治療中的作用已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可，并在臨床治療中取得了良好的效果。在我國，3D打印技術(shù)已經(jīng)得到了初步應(yīng)用，效果顯著。在評估病情時，醫(yī)生根據(jù)數(shù)字化3D打印技術(shù)獲得的模型了解頜面部軟硬組織畸形情況，從而準(zhǔn)確判斷阻塞部位。數(shù)字化3D打印技術(shù)可以進(jìn)行手術(shù)全過程的模擬，幫助醫(yī)生預(yù)判手術(shù)難度，調(diào)整手術(shù)方案并進(jìn)行手術(shù)預(yù)測，在手術(shù)過程中，數(shù)字化3D打印技術(shù)具有重要的引導(dǎo)潛力。通過3D技術(shù)制作的導(dǎo)板與模板能夠幫助確認(rèn)截骨的位置，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)手術(shù)。

目前，數(shù)字化3D打印技術(shù)在OSAHS手術(shù)治療中主要體現(xiàn)在以下幾方面；
（1）術(shù)前評估3D氣道狀態(tài)；
（2）模擬手術(shù)過程，優(yōu)化手術(shù)設(shè)計(jì)方案；

（3）制作個性化牽張器；
（4）打印術(shù)中截骨導(dǎo)板并制作個性化固定鈦板，從而提高手術(shù)精度，節(jié)省手術(shù)時間；
（5）預(yù)測術(shù)后氣道改善效果及面型的改變。
OSAHS患者中有一類是小頜畸形伴顳下頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直，對于這類患者來說，由于無法開口取牙模和進(jìn)行模型外科，使手術(shù)模擬與設(shè)計(jì)顯得尤為困難。而數(shù)字化3D打印技術(shù)可輕易解決這些問題。利用3D打印技術(shù)可制作頜骨模型，模擬手術(shù)。利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與模擬手術(shù)方案，可進(jìn)行骨塊移動及咬合拼對。結(jié)合3D打印制作手術(shù)導(dǎo)板，將計(jì)算機(jī)模擬手術(shù)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移到實(shí)際手術(shù)中，提高手術(shù)效率與準(zhǔn)確性。

數(shù)字化3D打印技術(shù)在治療OSAHS中得到了廣泛的應(yīng)用，其特性決定了在OSAHS治療中應(yīng)用的關(guān)鍵在于醫(yī)生與工程師的緊密合作，醫(yī)生需要工程師的輔助來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化3D打印技術(shù)的最大優(yōu)勢，而工程師充分理解醫(yī)生設(shè)計(jì)的手術(shù)方案對數(shù)字化技術(shù)發(fā)揮最大優(yōu)勢至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)階段，醫(yī)生需要根據(jù)患者CT或MRI數(shù)據(jù)進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)，與此同時，應(yīng)與工程師進(jìn)行有效溝通。

然后基于手術(shù)方案，工程師應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)完成醫(yī)生的設(shè)想，模擬手術(shù)過程，應(yīng)用3D打印技術(shù)打印出醫(yī)學(xué)模型。醫(yī)生在隨后的臨床應(yīng)用階段對制作成品進(jìn)行評估并提出調(diào)整建議，以達(dá)到術(shù)中完成設(shè)計(jì)構(gòu)想的目的。數(shù)字化3D打印技術(shù)在OSAHS的應(yīng)用關(guān)鍵在于醫(yī)工聯(lián)合，深刻理解數(shù)字化3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，選擇合適的適應(yīng)證，加之良好的醫(yī)工聯(lián)合是數(shù)字化技術(shù)在治療OSAHS 中發(fā)揮最大效應(yīng)的前提。在目前時代進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的大背景下，數(shù)字化3D打印技術(shù)具有強(qiáng)大的生命力，在治療OSAHS以及整個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

作者：蘇忠平，于擘，第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院顱頜面創(chuàng)傷整形外科
來源：中國實(shí)用口腔科雜志
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