△天津电视台《百医百顺》专访天津医大总医院神经外科戎宏涛

　　3D打印技术

　　3D打印技术又称快速成型技术（Rapid prototyping，RP），是在三维数字模型的基础上，采用逐层制造方式将材料堆积起来的新型“增材制造”技术。3D打印技术主要分为数据采集，分析构建和输出打印三个主要过程，主要成型方式有粉末固化、液体固化和挤压成型。

　　3D打印技术在医学领域应用广泛，能快速制备适应个性化治疗的定制物体。目前该技术在脊柱外科主要用于制造生物模型，手术导向装置和植入物。其中，生物模型可以改善术前计划，并可用于教学和医患沟通；手术导向装置可以提高内固定等硬件放置的准确性和安全性；植入物可以个性化设计更适合患者解剖结构，目前应用主要的植入性材料是钛合金和高分子聚合物，同时具备良好的生物力学特性和生物相容性的复合生物材料也在研究开发当中。

　　　发展进程

　　二十世纪70年代初的美国，Pierre提出了通过高能束逐层固化粉末材料的方法，理论上可使用塑料或金属等可熔性材料制备物体。

　　1984年ChuckHull发明了立体平版印刷（SLA）技术，标志着3D打印技术的诞生。

　　1986年第一台商用3D打印机正式推出。

　　随着在20世纪80年代后期3D医学成像技术的使用，3D打印开始进入医学领域。

　　　　脊柱外科应用3D打印技术

　　快速制造3D医疗模型用于医生与患者沟通、判断病情以及进行手术规划。目前向术中导向模板以及3D打印植入物方向发展，并且植入材料由金属和高分子材料逐渐向具备可修复再生功能的复合生物材料发展。

　　神经外科3年来应用3D打印20余例

　　与在计算机上观看3D重建影像相比，3D打印模型显示患者特异性解剖结构更直观立体，也更精细。因此3D打印模型被广泛用于术前手术计划和术中解剖学参考，尤其是对一些复杂的颅颈外科手术以及脊柱畸形手术，置钉位置多变，操作难度高，手术前提前设计进钉点和进钉轨迹，结合脊柱后柱的局部椎板、横突根部等解剖标志设计制作局限型导向模板，可以减少术中损伤椎动脉、神经、脊髓等临近重要结构的风险，提高螺钉放置的准确性和精确度，同时可以缩短手术时间和减少射线暴露剂量。

　　3D打印的人工椎体等植入物可以通过拓扑优化设计，允许通过合成材料和可生物降解材料放置在关键的承载路径中来改进支架的机械设计以承受典型负载，但为骨向内生长和生物输送留下足够的孔隙度和渗透性，从而获得更好的支撑融合。

　　神经外科脊柱脊髓专业组近3年来采用3D打印模型指导寰枕区畸形和复杂脊柱脊髓肿瘤切除及内固定20余例，体会根据物理模型的制定手术计划和术中实时的参考，可以明显提高手术过程中的安全性和效率，降低术中损伤风险。