3D打印技术在骨科应用进展.pdfVIP

·10· ·3 D手丁E『]技术· 3D打印技术在骨科的应用进展 许世兵单乐天金红婷童培建 3D 3D打印属于快速成型技术，是一种基于三维数字模型， CT@技术是集成计算机辅助设计(CAD)和计算机辅 应用粉末状或液态的金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打 助制造(CAM)、数控技术、激光技术、高分子材料、三维CT 印方式来构建实物的技术。其在技术界也称为“增材制 技术等领域为一体的全新快速成型技术。3Dfifo主要是一 造”、“快速成型”、“自由成型”或“分层制造”等…。3D打 种基于离散、堆积成型原理，首先对病变缺损部位进行CT 印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学 断层扫描，获取病变节段断面图像，通过计算机由CAD软件 与化学等诸多方面的前沿技术，具有较高科技含量‘21。近 设计出预制构件的三维数字化模型；然后将模型沿垂直或水 年来，随着骨科疾病的多样化及复杂化，传统的治疗方法不 平方向分层，根据每层结构的信息进行数控编程；最后重建 能完全满足治疗需要，患者的个体化治疗至关重要。基于现 的结果以．STL格式输出，得到的三维模型数据通过数字接 代影像学技术和计算机辅助设计技术对骨科疾病部位的三 口输入3D打印机。3D打印机将金属或塑料粉末等特殊材 维重建，利用3DflFp制备的患者个体化植入物进行组织缺 料通过不同的3D打印技术，在二维x—Y平面内黏结成截 损的修复或仿生模型进行术前的手术模拟，可以大大提高骨 面形状，在z坐标方向逐层堆积，形成三维实体。3D打印是 科手术的精确性和安全性。笔者就3D打印的原理与分类、 通过“逐层增加”材料的方法制作三维实体，与传统的“切削 在骨科的临床运用及基础研究等方面进行综述，总结其在骨 去除”材料方法不同。3D打印技术无须机械加工和任何模 科领域中的应用现状。 具，可以减少物理模型或样品甚至批量生产所用的时间和成 本，同时可以保证产品制造的精度l。 I 3D打印技术的原理及分类 随着新材料技术的不断发展，能够满足3D打印的材料 3D打印技术是起源于20世纪80年代的一门新兴技 也由金属、塑料、陶瓷等单一固体粉材发展到液体、凝胶、细 术，1984年美国科学家CharlesHull发明了将数字资源打 胞等混合材料。根据具体堆叠的形式，可分为多种工艺类 印成三维立体模型的技术，并于1986年成立了3DSys— 型，目前常见的与骨科直接相关的成型方法包括：(1)光固 temms公司，开发了第一台商用立体光敏3D打印机。1998 化成型(SLA)，通过紫外激光照射来定点固化光敏树脂聚合 年我国清华大学颜永年教授将3D打印成型技术引入到生 物。(2)选择性激光烧结(SLS)，通过高功率激光定点融化 命科学领域，提出了生物制造工程学科概念与框架，并于 小