【解析】3D 打印技術在神經調控領域的應用

2007年，神經調控是在科技、醫(yī)療和生物工程相結合的領域內，通過植入性或非植入性等方式，對中樞神經系統(tǒng)及周圍神經系統(tǒng)等發(fā)揮調控功能，以此達到恢復神經功能、改善患者生存質量的目的。近年來，神經調控技術廣泛應用于神經系統(tǒng)損傷、慢性疼痛、膀胱及胃腸道功能障礙等疾病。其中，骶神經調控是一種植入式可程控的骶神經調節(jié)系統(tǒng)，已被批準應用于急迫性尿失禁，尿急尿頻綜合征及非梗阻性尿潴留。截止目前，全球已有數(shù)十萬患者接受了該治療。

被譽為“第三次工業(yè)革命的重要標志之一的3D打印技術，是一種基于計算機數(shù)字成像技術及多層次連續(xù)打印的新興快速成型技術。近幾年來，隨著精準醫(yī)療及個體化醫(yī)療概念的提出，3D打印技術在醫(yī)學領域的應用日益廣泛。Waran等報道稱3D打印技術能夠用于打印醫(yī)學模型，制備用于教學的頭顱模型[1]。Matthew等利用CT三維重建和3D打印技術制備患兒肩胛骨腫瘤的模型，協(xié)助醫(yī)生進行術前病情分析。目前，3D打印模型使用多種材質進行打印，能夠用于骨科醫(yī)療器械，活體組織和器官打印，其應用前景非常廣闊。

那么，3D打印技術是否能夠應用于骶神經調控領域呢？骶孔的精確穿刺定位是骶神經治療手術中至關重要的步驟之一，目前，臨床上通常在C臂機X光定位的指引下完成穿刺，由于骶骨骶孔的解剖位置存在一定的個體差異性，且人的骶孔大小僅為2mm，導致骶神經治療中精確定位穿刺異常困難，需要耗費大量時間，加大手術難度。

2016年12月，上海交通大學附屬仁濟醫(yī)院泌尿科在全球首次開展3D打印技術應用于骶神經治療獲得成功[3]。該研究選取12例行骶神經調控手術的患者，隨機分為對照組5例及實驗組7例，其中對照組采用傳統(tǒng)X線透視下十字定位法，而測試組采用3D打印技術制造個性化穿刺導航模板定位法：患者檢查前進行三點固定定位法，在體表人工形成三點不透光標記并使用特殊染料進行標記，以防止導航模板放置導致的偏差。術前進行骶尾椎CT檢查，獲得所需節(jié)段的CT數(shù)據(jù)。對CT數(shù)據(jù)進行處理，獲得相應軟組織及骨組織數(shù)據(jù)，以此為基礎獲得手術中所用穿刺導航模板三維設計圖，然后利用3D打印設備打印成型（圖一），在S3進針孔上做到精確定位。

圖一：3D打印技術

接下來通過比較兩組患者穿刺進針次數(shù)，穿刺所用時間及術后感染等術后并發(fā)癥對臨床療效進行評估。結果如表一所示，兩組患者均完成手術，無傷口感染，而試驗組穿刺進針次數(shù)、穿刺成功所用時間及術中調控測試時間顯著低于對照組。該研究結果提示，3D打印技術應用于骶神經調控手術的可行性及有效性，為骶神經調控的精準化治療、個體化治療提供了方向。
表一：對照組及實驗組術中臨床指標統(tǒng)計

越來越多的研究表明，3D打印技術在神經領域具有廣闊的應用前景。2017年， MG Taverner等將3D打印應用于神經調控領域，以期為嚴重脊柱側彎、骨質疏松癥患者探索最佳的治療手段。首先利用3D打印技術將脊柱CT掃描制作成3D模型（圖二），根據(jù)模型發(fā)現(xiàn)在T12/L1位置存在足夠的空間允許進行脊髓刺激實驗。一期實驗結果表明脊髓刺激明顯改善了患者坐姿、站姿、走路、家務及社交等行為。永久植入后患者的疼痛也有了一定程度的減輕。

圖二：3D模型

3D打印技術在醫(yī)學領域的應用成效顯著，利用3D打印技術可制作個體化的醫(yī)療用品。隨著數(shù)字醫(yī)學，新材料技術的逐步發(fā)展，3D打印技術在神經調控領域的應用前景將更加廣闊。

來源：神經調控