【解析】數(shù)字化3D打印技術在OSAHS治療中的應用

數(shù)字化醫(yī)學作為數(shù)字化技術與醫(yī)學結合的產(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，被廣泛應用于軍事、精密儀器制造和生物醫(yī)學等領域中，正在逐步改變人們的生活。根據(jù)2016年上半年3D打印項目投資相關數(shù)據(jù)，其在生物醫(yī)療的投入大幅增加，相關技術在醫(yī)療行業(yè)具有廣泛的應用前景。

1.數(shù)字化3D打印技術的理論基礎
3D打印是一種先進的增材制造技術，是快速成型技術的一種，以數(shù)字模型文件為基礎，運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造物體。它與普通打印機工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末等“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，最終將計算機上的藍圖變成實物。3D打印技術的工作原理主要有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打印技術在醫(yī)學中的應用

在數(shù)字化醫(yī)學領域中，3D打印技術已展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢和光明的應用前景。主要應用于打印醫(yī)學模型，制作手術導板，醫(yī)用鈦合金植入物修復頜面部缺損，打印新的修復材料，與生物組織工程結合修復器官及組織缺損等領域。其價值在于實現(xiàn)精準化治療，提升醫(yī)患溝通效率，實現(xiàn)青年醫(yī)師的鍛煉與培訓。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打印技術制造金屬修復體植入物，已得到了廣泛的應用，但在修復體的設計優(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打印技術制造的軟質半透明心臟，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，有彈性，可切割。

利用3D打印技術制造的硬質心臟模型，具有心臟房室結構，可完整展現(xiàn)心臟的復雜外形和內腔，可用于教學和展示。利用3D打印技術制造的軟質透明肝臟，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，有彈性，可切割。3D打印技術制造的軟質透明腎臟，腎小盞與腎結石清晰可見，為類硅膠材質，有彈性，可切割。數(shù)字化3D打印技術在口腔醫(yī)學領域也得到了廣泛的應用，如可按照醫(yī)生要求制作出各種復雜的個性化修復體，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。在頜面外科最初應用主要是原型制造和模型外科，由此設計制作個性化修復體。1∶1的精確模型可使醫(yī)生在手術前直觀地看到病變，進行精確的手術計劃，輔助設計制造個性化修復體，從而使手術簡單易行，縮短手術時間，患者外形和功能恢復較為理想。2011年6 月，世界首例由3D打印技術制作的個性化全下頜骨移植手術成功地恢復了患者的語言表達和進食能力。數(shù)字化3D打印技術將對醫(yī)學產(chǎn)生深遠的影響。

3.數(shù)字化3D打印技術在OSAHS治療中的應用
數(shù)字化3D打印技術已被廣泛應用于OSAHS治療手術的各個階段。在歐美發(fā)達國家，數(shù)字化3D打印技術在OSAHS治療中的作用已經(jīng)得到了學術界的廣泛認可，并在臨床治療中取得了良好的效果。在我國，3D打印技術已經(jīng)得到了初步應用，效果顯著。在評估病情時，醫(yī)生根據(jù)數(shù)字化3D打印技術獲得的模型了解頜面部軟硬組織畸形情況，從而準確判斷阻塞部位。數(shù)字化3D打印技術可以進行手術全過程的模擬，幫助醫(yī)生預判手術難度，調整手術方案并進行手術預測，在手術過程中，數(shù)字化3D打印技術具有重要的引導潛力。通過3D技術制作的導板與模板能夠幫助確認截骨的位置，最終實現(xiàn)精準手術。

目前，數(shù)字化3D打印技術在OSAHS手術治療中主要體現(xiàn)在以下幾方面；
（1）術前評估3D氣道狀態(tài)；
（2）模擬手術過程，優(yōu)化手術設計方案；

（3）制作個性化牽張器；
（4）打印術中截骨導板并制作個性化固定鈦板，從而提高手術精度，節(jié)省手術時間；
（5）預測術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節(jié)強直，對于這類患者來說，由于無法開口取牙模和進行模型外科，使手術模擬與設計顯得尤為困難。而數(shù)字化3D打印技術可輕易解決這些問題。利用3D打印技術可制作頜骨模型，模擬手術。利用計算機軟件設計與模擬手術方案，可進行骨塊移動及咬合拼對。結合3D打印制作手術導板，將計算機模擬手術準確轉移到實際手術中，提高手術效率與準確性。

數(shù)字化3D打印技術在治療OSAHS中得到了廣泛的應用，其特性決定了在OSAHS治療中應用的關鍵在于醫(yī)生與工程師的緊密合作，醫(yī)生需要工程師的輔助來實現(xiàn)數(shù)字化3D打印技術的最大優(yōu)勢，而工程師充分理解醫(yī)生設計的手術方案對數(shù)字化技術發(fā)揮最大優(yōu)勢至關重要。在設計階段，醫(yī)生需要根據(jù)患者CT或MRI數(shù)據(jù)進行手術設計，與此同時，應與工程師進行有效溝通。

然后基于手術方案，工程師應用數(shù)字化技術完成醫(yī)生的設想，模擬手術過程，應用3D打印技術打印出醫(yī)學模型。醫(yī)生在隨后的臨床應用階段對制作成品進行評估并提出調整建議，以達到術中完成設計構想的目的。數(shù)字化3D打印技術在OSAHS的應用關鍵在于醫(yī)工聯(lián)合，深刻理解數(shù)字化3D打印技術的特點，選擇合適的適應證，加之良好的醫(yī)工聯(lián)合是數(shù)字化技術在治療OSAHS 中發(fā)揮最大效應的前提。在目前時代進步與科學技術高速發(fā)展的大背景下，數(shù)字化3D打印技術具有強大的生命力，在治療OSAHS以及整個醫(yī)學領域具有廣泛的應用前景。

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