3D打印技术在颌面部多发骨折术前中的预成型,口腔论文.docx

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1、3D打印技术在颌面部多发骨折术前中的预成型,口腔论文近年来，颌面部多发骨折的发生率呈明显上升趋势，常见的病由于道路交通伤、高处坠落伤等。其造成患者咬合错乱和面部畸形，对患者的咀嚼功能和美观造成严重的影响。而由于面部诸骨具有外形不规则的解剖特点，多发骨折精到准确复位的难度较大，十分是全面部骨折，牵涉上下颌骨区、颧眶区、鼻眶筛区和 或 额区，其治疗还是口腔颌面部创伤治疗的难点和挑战1,加上因美观需要面部手术需采用非骨折区的隐蔽切口入路，因而术前对骨折的详细部位、数量及移位情况的判定和预测显得尤为重要。 以往传统的预测方式方法是用 CT 三维成像照片直接判定，估计需手术复位及内固定部位，其准确性不高

2、，主要靠经历体验。也有利用计算机软件在虚拟的头颅模型上进行骨折调整，但缺乏精到准确性和直观性。而 3D打印技术提供了更为理想的预测方式方法。笔者将患者术前颌面部三维重建 CT 数据输入 3D 打印机，打印出与患者颌骨 1 1 的模型，并在该模型上分析骨折状况、模拟骨折手术及骨折断端固定材料预成型，并在术中与实际情况进行比照，旨在讨论该方式方法的预测准确性，进而为其临床应用的推广提供进一步的科学根据。 临床资料 1 一般资料 2020 年 6 月 2021 年 3 月，笔者收治 8 例颌面部多发骨折患者，男性5 例，女性3 例； 年龄25 58岁，平均 43 岁。致伤原因： 道路交通伤 5 例，

3、高处坠落伤 2 例，面部击打伤 1 例。华而不实 Lefort 型骨折 1 例，Lefort 型骨折 1 例，眶颧区陈旧性骨折 3例，下颌骨骨折 2 例，上颌骨陈旧性骨折 1 例。 2 材料 内固定钛板及钛钉为西安中邦生产。3D 打印机为美国 3D Systems 公司的 3D Sytems 打印机，由百脉科技有限公司提供。打印材料为生物降解塑料聚乳酸 PLA . 3 术前预测及设计 以 1 例眶颧区陈旧性骨折为例。患者为摔伤，伤后 1 个月就诊，行颌面部三维重建 CT,将该三维重建 CT 数据输入 3D 打印机，采用堆砌技术打印，历时 4h.获得 1 1 面颅骨模型。在模型上分析骨折情况，记

4、录在模型上能够观察的骨折数量； 与正常侧比照，测量明显错位部位断端的最大移位距离；模拟复位，固定材料预成型，模拟内固定安装。 3. 1 骨折数量 3D 打印模型上所记录的骨折数量与三维 CT 所显示的骨折部位的骨折情况基本一致，但无明显移位、错位的骨折在模型上显示不太明显，需结合 CT 照片共同确认 . 3. 2 断端情况 从该患者 3D 模型上看，该患者右侧眶外缘、眶下缘有明显错位，眶下缘处移位距离较大，且可直观观察到右侧颧骨体向下移位并略向内旋。在眶下缘骨折断端有明显移位，分别测量三维CT 及 3D 模型上的最大移位距离，数据差异不同不超过1mm . 3. 3 钛板塑形 在非陈旧性骨折病例

5、中，大部分根据塑形板塑形的钛板能够直接较好地与骨面匹配，无需再调整； 在陈旧性骨折病例中，钛板完全匹配的情况较少，多需要重新进行调整。 3. 4 手术切口 右侧颞部发髻内切口及右侧眶下缘切口。术中显露骨折部位后，观察到局部骨折情况与预测模型一致，骨折数量、断端移位程度较为匹配。故手术经过中按预测设计沿原骨折线松解右侧颧额缝、颧弓、眶下缘，重新对位后，根据塑形板形态略微调整钛板，并于预测位置进行安装，观察钛板贴合，适当调整行坚固内固定。分别使用 2 块 6 孔钛板、12 颗钛钉固定颧额缝及颧弓，用 1 块 4 孔钛板、4 颗钛钉固定眶下缘。因患者伤后出现复视，遂用 1块眶底板垫入眶内，2 颗钛钉

6、固定。 结 果 术中观察到骨折数量、断端移位情况与术前在3D 模型上预测较为一致。在术中测得患者眶下缘骨折断端位移距离约为 10mm,与在 3D 模型上测得的位移距离较为符合。术中实际观察到患者右侧颧弓有明显裂纹并轻度塌陷，但在 3D 模型上显示不太明显，故对于错位不明显的断端，仍需根据术中探查后决定。使用 3D 打印模型后，对于在术前判定骨折详细部位、需要固定的数量及钛板数量的准备上更充分，且患者的手术时间较以前同类型手术时间平均缩短近 1h,患者的面部外形轮廓较好，咬合关系恢复良好，患者对术后的面部外形及功能均表示满意。术后 3 个月行颌面部三维重建检查，骨折对位、愈合良好 . 讨 论 1

7、 3D 打印技术 3D 打印，即快速成型技术2的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在生物医学领域，3D 打印技术已被应用于器官模型的制造与手术分析策划、个性化组织工程支架材料和假体植入物的制造，以及细胞或组织打印等方面3. 2 3D 打印技术应用于颌面部骨折 个性化医疗是临床医学的发展方向之一。3D打印技术的出现使得外科医生对患者进行 量体裁衣 的个性化治疗成为可能。 2. 1 个性化模型 颌骨形态不规则，一旦发生颌面部骨折，手术治疗最重要的是恢复患者的咬合功能，其次是患者的面部外形，但传统的影像资料只能看到颌骨的二维构造

8、，3D 打印能将二维的、平面的影像资料转化为三维、立体的实物模型，十分是颌面部多发骨折，使医生能够在直视下在该模型上对手术方案进行设计并模拟手术。 2. 2 术前预测及模拟手术 利用 3D 打印技术打印出针对患者的个性化模型后，手术医生将能够采取完全不同于以往的手术操作方式。以往对复杂的全面部陈旧性骨折，在术前主要依靠传统的影像资料，根据医生的临床经历体验来判定骨折的部位、数量以及移位情况等，模拟手术则通常是在医生的想象中完成。3D 打印出实物模型后，医生能够直视骨折的部位和数量、判定骨折断端移位的方向以及测量移位的多少，并可在模型上模拟手术，尝试多种手术方案，在术前进行精到准确的预测，对实际

9、手术起到指导性的作用。同时模拟手术可对术中固定材料进行预成型，以缩短手术时间。该组病例中，4 例非陈旧性骨折中，术前预成型的固定材料与骨面贴合，无需调整，另 4 例陈旧性骨折中，均有不同程度的调整，但较传统手术方式的调整幅度均有减小。 2. 3 个性化植入物 伴有颌骨缺失或缺损的骨折，常规方式方法通常是取患者本身的骨，如髂骨，在术中根据缺失或缺损面积的大小修整好骨的形态后植入、固定。金属 3D 打印技术的出现给硬组织外科植入物设计和制造提供了强大的技术支撑4,它能够利用计算机镜像技术，根据患者健侧的正常颌骨形态打印出患者患侧颌骨在正常时的形态，进而根据缺失或缺损部位打印出相应的实体模型，并且这

10、种实体模型较以往常规的传统模型，质量较轻，力学性能可能与人体骨组织更为匹配5,到达良好的外形的恢复。2020 年，比利时 Hasselt 大学就利用金属 3D打印技术将钛粉熔解后，打印出下颌骨，为 1 例 83 岁患者成功施行人工下颌骨置换术，术后患者恢复良好，语言及吞咽功能均无明显改变6.该例手术的成功表示清楚3D 打印技术在修复颌骨的缺损或缺失上能够得到很好的应用，免去患者从本身取骨的创伤。 正如王成焘7所讲： 一场由 3D 打印引起的医学革命已然开场，相比于工业更迷恋于传统生产方式的状态，医学界对于 3D 打印技术有一种先天的亲切。十分是对于颌面部骨折患者来讲，在面部外形及功能需同时兼顾

11、的情况下，3D 打印能够精准恢复患者的面部外形，在术前可做出准确的预测，使术前准备更充分，缩短了手术时间，颠覆了传统的手术方式，减小了患者手术创伤，值得推广及应用。 以下为参考文献： 1 谭颖徽，王建华，张纲，等。 全面部骨折手术治疗的临床研究J. 创伤外科杂志，2006,8 5 : 402. 2 Rengier F,Mehndiratta A,von Tengg - Kobligk H,et al. 3Dprinting based on imaging data: review of medical applica-tions J. lnt J Comput Assist Radiol S

12、urg,2018,5 4 :335 - 341. 3 余丹，刘建华，朱慧勇，等。 3D 打印技术在颌面骨缺损修复重建的应用J. 中国修复重建外科杂志，2020,28 3 : 292. 4 胡敏，谭新颖，鄢荣曾，等。 3D 打印技术在口腔颌面外科领域中的应用进展J. 中国实用口腔科杂志，2020,7 6 : 337. 5 Hong SB,Eliaz N,Leisk GG,et al. A new Ti -5Ag alloy forcustomized prostheses by three-dimensional printing 3DP J. J Dent Res,2001,80 3 : 860 -863. 6 Nickels L. World s first patient-specific jaw implantsJ.Metal Powder Report,2020,67 2 : 12 - 14. 7 王成焘。 医学的 3D 打印革命J. 中国经济和信息化，2020, 13 : 48 - 49.