近年来，三维（3D）打印技术在医学中的应用逐步展开。目前，3D打印在医学教育培训、外科器械研发、假体植入等方面已经发挥了重要作用。虽然在一定时间内，3D打印的全面临床应用仍然面临着许多挑战和难题，但其蕴含着巨大的市场应用前景。一旦技术上应用恰当，将会是人类医学史上的又一次重大突破。

三维（three-dimentional，3D）打印技术也叫增材制造技术，是一种在计算机上利用断层扫描图像模拟立体形态，最终完成重建的新兴技术，被视为带动第三次工业革命的主要技术之一。1983年Chuck Hull发明了世界首台3D打印机，1986年他在美国加利福尼亚州成立了3D Systems公司，标志着3D打印技术的诞生。经过30多年的发展，3D打印技术已经广泛应用于汽车制造等工业领域。近年来，其在医学中的应用也逐步展开。目前，3D打印技术在医学教育培训、假体植入等方面已经发挥了重要作用。在未来，3D打印技术甚至可能彻底改变医疗领域，引发现代外科医学的革新[1]。

1 3D打印技术在临床中的应用

3D打印技术在临床中主要应用于构建医学模型、制造外科器械和植入物、研发药物等[2]。目前，3D打印模型可大致分为三类：（1）非植入性3D打印模具，包括医疗解剖模型、康复辅具等，可用于临床研究、手术规划。（2）植入性3D打印模具：①具有良好的物理形态但无生理功能的模具：打印材料主要为钛合金、生物陶瓷和高分子聚合物等，通过外科手术将模具植入体内，如骨科3D人工定制器官，可植入体内替代被切除的病变组织。②具有良好的物理形态和生理功能的模具：目前大多处于研究阶段。（3）生物3D打印：采用细胞“墨水”等打印出具有活性的器官结构，通过在体内或体外培育完成，是最具价值的3D打印技术，目前正在研究初级阶段。

1.1 3D打印技术在骨科的应用 恢复人体缺失的骨骼一直是临床医师追求的目标，3D打印技术可以实现这一愿景。手术切除有肿瘤的下颌骨后，可导致颌面部畸形、咬合错位，通过计算机辅助设计建模和3D打印模具进行下颌骨重建，比传统重建的匹配更精确，可使下颌骨外观轮廓更好[3]。采用个体化定制的外科手术器械进行单侧膝关节置换术，与传统手术器械相比，植入位置更精确、膝关节使用时间更长，可减少患者术后的不良体验。第四军医大学西京医院郭征团队采用金属3D打印技术制备出与患者锁骨和肩胛骨一致的钛合金假体，并成功植入骨肿瘤患者体内，是世界上首个将3D打印技术应用于肩胛带不定型骨重建的报告[4]。与传统手术相比，3D打印的个体化钛合金假体优势明显：（1）3D打印模型大小、形状等与肿瘤切除后骨缺损情况完全匹配。（2）表面多孔设计使软组织更加帖服，骨长入率大幅提高。（3）假体制作成本降低，原材料消耗减少。2015年7月，北京大学第三医院张克、刘忠军团队研发的3D打印人工髋关节技术获国家食品药品监督管理总局批准，为3D打印技术在骨科的应用翻开了新的篇章。3D打印技术有潜力成为骨科个体化治疗的有力工具，满足不同性别、人种和职业的个体化需要，实现决策与治疗技术的优化[5]。

1.2 3D打印技术在肝胆外科的应用 目前在肝胆外科，主要是运用3D打印技术制作忠于患者真实情况的肝脏、血管、肿瘤物理模型。3D打印技术可以辅助术者对术中的复杂解剖结构或变异进行空间对比认知；明确解剖间隙，防止重要管道的损伤；预见肝门部三级肝管的离断位置及断端数目；实时、有效导航围肝门解剖和肝管离断。2015年，上海市第一人民医院彭志海团队采用3D打印技术成功地打印出捐献肝脏者的肝脏仿真模型，顺利完成了1例复杂的小体积移植物原位肝移植[6]。董家鸿团队为10例肝门部胆管癌患者的目标病灶及肝门区脉管结构制作出个体化等比例3D模型，并将3D模型消毒（环氧乙烷）后置入术野，与术中结构进行实时比对，指导肝门部管道系统解剖，结合距离测算数据，实时导航肝管离断。在3D模型辅助指导下，10例肝门部胆管癌根治术均成功完成，无围手术期死亡[7]。方驰华等[8]将三维可视化、3D打印及3D腹腔镜技术联合应用于22例肝脏肿瘤的外科诊治中，通过三维可视化技术可清晰辨认肿瘤位置、肝脏脉管结构，以及其立体空间关系。

3D打印技术实现了三维图像向实体三维物理模型的跨越式转变。进行腹腔镜肝切除时，将3D打印模型带入手术室与术中实时手术进行比对，通过调整3D打印模型并置于最佳解剖位置，可为手术关键步骤提供直观的实时导航，有利于关键部位的快速识别和定位。3D打印技术使外科医师跳出了“凭空想象”的窘境，为术前规划和实际手术的精准实施提供了保障。

文章来源：《现代制造技术与装备》 网址: http://www.xdzzjsyzb.cn/qikandaodu/2021/0320/796.html