3D打印技术在骨结构重建的应用

发布时间：2017-07-02 21:06

本文关键词：3D打印技术在骨结构重建的应用

【摘要】：目的：探讨利用3D打印技术制作关节与关节周围假体在重建骨与关节结构中的应用。方法：选取2014年02月～2014年12月在吉林大学白求恩第二医院骨科医院就诊患者共4例。双侧肘关节严重类风湿关节炎患者1例和骨组织肿瘤患者3例。其中包括：患者女性，48岁，双侧肘关节类风湿性关节炎；患者女性，62岁，右骨盆转移癌；患者女性，50岁，右胫骨骨巨细胞瘤；患者男性，34岁，左桡骨骨巨细胞瘤。所有患者术前行患肢CT检查扫描，数据保存为DICOM格式，输入Materialise三维建模软件，，然后输入UG6.0软件获得数字化骨缺损三维模型，进一步使用计算机辅助设计软件（CAD）根据骨缺损和肢体力线设计骨缺损模块，然后保存并传输到3D打印机，该快速成型设备使用电子束高温熔融技术（EBM）融化钛合金（Ti6Al4V）层层累积成型，从而获得个体化形态和高孔隙率的定制化模块。术中根据术前设计的切除平面安装截骨导板进行截骨（完整切除肿瘤），精确安装3D打印金属假体。结果： 3D打印的骨科产品：大小与结构符合人体正常结构的解剖模型，为医生制定疑难病例的手术术前计划提供了有力的帮助，手术操作步骤的减少和手术准确度的提高在精致的导板工具中得到了益处，带有微孔的金属植入物能有效的提高骨整合，并且显著提高了疾病的临床疗效。 4例患者均在全麻下顺利完成了3D打印金属假体置换术，其中双侧人工肘关节置换术1例，人工腕关节置换术1例，人工膝关节置换术1例，人工半骨盆置换术1例。手术时间120分钟-180分钟，平均140分钟，住院时间7-14天。 3D打印的肘关节假体与宿主骨具有很好的形态匹配度，直接安装，固定牢靠。3D打印半骨盆假体，将其于髂骨和耻骨固定，用髋臼螺钉及侧翼螺钉牢靠。3D打印腕关节假体以骨水泥固定方式植入桡骨髓腔。3D打印胫骨假体以骨水泥固定方式植入胫骨髓腔。术后随访1～3个月。双侧肘关节置换患者术后3天开始功能练习，关节功能恢复良好，术后3个月随访结果良好，无术后并发症，关节功能基本恢复，可以进行日常生活，X线片未见假体松动迹象；人工半骨盆置换患者术后关节功能恢复良好，可早期在床上行功能练习。术前患者卧床，右髋关节Harris评分为6.5分。患者术后3个月可下地行走，右髋关节Harris评分为66.5分；人工膝关节置换患者术后3天开始功能练习，有良好的下肢力线及关节活动度，术后3个月随访，无术后并发症，膝关节功能良好，ROM为0°～110°，KSS膝关节评分85，X光片未见肿瘤复发迹象和假体松动迹象；腕关节置换患者术后因以石膏固定腕关节于功能位，关节功能未查，术后1个月随访，腕关节功能尚可，Cooney腕关节评分术前25分，术后一个月随访55分，X光片未见肿瘤复发迹象和假体松动迹象。结论： 3D打印技术在骨结构重建应用，可术前模拟手术的操作，可以解决复杂的骨关节疾病及重建解剖形态，可精确设计术前个体化人工定制假体，假体与宿主骨具有很好的形态匹配度，手术操作步骤的减少和手术准确度的提高在精致的导板工具中得到了益处，带有微孔的金属植入物能有效的提高骨整合，并且显著提高了疾病的临床疗效。
【关键词】：3D打印技术 骨结构重建 应用
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.73;R687
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