3D打印技術作為(wei) “增材製造”的代表，區別於(yu) 傳(chuan) 統的“減材製造”，通過分層製造、逐層疊加原材料的方式製造特殊幾何形狀的物體(ti) ，在20世紀80年代逐漸應用於(yu) 航天、汽車和醫學等領域。傳(chuan) 統的骨科內(nei) 植物通過機械的鍛造或者鑄造獲得，易於(yu) 產(chan) 品的標準化並大規模批量生產(chan) ，在相當長時間內(nei) 是骨科相關(guan) 手術的惟一內(nei) 植物選擇。然而，骨科內(nei) 植物手術，特別是涉及骨腫瘤切除後功能重建、脊柱畸形矯正、嚴(yan) 重創傷(shang) /感染導致的骨缺損，這些標準化的骨科內(nei) 植物的使用就顯得捉襟見肘，而3D打印技術的出現則提供了有效的技術補充。

3D打印骨骼模型

利用3D打印的骨骼腫瘤模型，手術者可以更加清晰地、直觀地觀察腫瘤局部的解剖結構，腫瘤的範圍及邊界，以及與(yu) 局部神經叢(cong) 、血管束的毗鄰關(guan) 係，與(yu) 鄰近內(nei) 髒器官的三維關(guan) 聯等。其次，在3D打印的骨骼模型上，可以進行手術模擬以反複論證並確認最佳手術方案。Wang等報道了利用3D打印技術重建脊柱複雜手術的術前樹脂模型，利用該模型可以有效指導手術的進程以及內(nei) 植物的準確置入，降低實際的手術時間和出血量。3D打印的骨腫瘤模型可以使醫生和患者更加直觀地進行術前溝通，包括具體(ti) 手術方式以及術中可能遇到的困難、術後可能的並發症等，提高了整體(ti) 治療的依從(cong) 性。此外，疾病的實體(ti) 模型更加有利於(yu) 醫學生的醫學教育，3D模型要比3D圖像的教學效果更佳。

3D打印手術輔助導板

根據影像學資料的腫瘤邊界進行腫瘤切除，在實際的操作中有時會(hui) 遇到切除範圍不夠或者切除範圍過大的情況，這與(yu) 腫瘤局部的正常解剖結構缺失、複雜解剖以及微小的腫瘤相關(guan) 。利用3D打印的截骨導板可以更加準確地進行腫瘤邊界的切除，降低腫瘤的複發率，同時盡可能多地保留自體(ti) 健康的骨組織進行假體(ti) 重建。Ma等報道了8例利用3D技術設計的導板輔助股骨遠端骨腫瘤的切除，結果顯示，術後2年隨訪時局部無腫瘤複發。Guenette報道了利用MRI可視的3D打印模型冷凍消融治療C7椎弓根骨樣骨瘤和L1椎板骨母細胞瘤，利用該技術可以經皮準確定位病變部位。在跟骨骨樣骨瘤的病例中Ren使用了3D打印導板完整的切除了腫瘤。Helguero在屍體(ti) 研究中證實了3D打印的截骨支具，與(yu) 徒手技術比較，可以更加精確地進行腫瘤骨的切除。

個(ge) 體(ti) 化3D打印金屬植入物

個(ge) 體(ti) 化或惟一性是3D打印內(nei) 植物和傳(chuan) 統植入物的顯著區別：通過計算機三維圖像設計個(ge) 體(ti) 化的內(nei) 植物長度、形狀、釘孔排布、甚至是其高度複雜的三維立體(ti) 結構，同時，在設計時可以加入醫生的“思想”，比如有效支撐、瞬時力學穩定、骨整合達到遠期穩定、恢複肢體(ti) 原貌等諸多“奢侈”的夢想。Xu等報道了一個(ge) 上頸椎C2

尤文肉瘤

切除術後使用3D打印C2假體(ti) 重建的病例，術後隨訪顯示打印假體(ti) 和局部骨組織愈合滿意，頸椎活動功能良好。Xiao等在對頸椎腫瘤進行整塊切除(enbloc)的基礎上，利用3D打印技術進行假體(ti) 重建，臨(lin) 床療效滿意。Wei等報道了全骶骨切除術後3D打印假體(ti) 重建的手術技術要點。

Zhang等報道了1例計算機術中導航輔助下的累及骶骨和下腰椎的髂骨骨軟骨瘤利用3D打印技術進行骨骼重建的病例。Ma等報道了膝關(guan) 節周圍腫瘤在微波消融術後使用3D打印個(ge) 體(ti) 化鈦板重建局部穩定性的12例的研究，在平均2年半的時間裏，患者的膝關(guan) 節屈曲角度接近114°，

步態分析

結果顯示患膝和正常人群類似。Garcia-Tutor等報道了5例骶骨腫瘤術後利用3D技術重建軟組織缺損模型，再利用背闊肌皮瓣修複局部缺損的研究，所有病例都完成了背闊肌皮瓣轉移修複並利用肋下動脈作為(wei) 吻合血管，皮瓣均成活，愈合良好，利用3D技術可以準確地評估轉移皮瓣的大小和容積。

Wong報告了1例骨盆II區骨軟骨瘤使用3D打印技術進行個(ge) 體(ti) 化假體(ti) 重建的病例，術後11個(ge) 月隨訪時行走功能良好，沒有假體(ti) 鬆動和斷裂。Kim等1例骶骨

骨肉瘤

進行骶骨部分切除術後利用3D打印技術個(ge) 體(ti) 化假體(ti) 植入重建局部解剖的病例，術後1年隨訪時假體(ti) 和局部骨組織骨整合滿意，患者行走功能滿意。Mobbs報告了1例用3D打印假體(ti) 重建C1/2

脊索瘤

切除術後骨缺損和1例先天性脊柱畸形的前路椎間融合器的臨(lin) 床療效，術後1年隨訪時假體(ti) 的骨整合滿意。Choy報道了1例青少年T9原發性骨腫瘤利用3D打印椎體(ti) 的成功病例，Liang和Lin等也都報告了3D打印技術在骨盆和骶骨腫瘤的應用技術。

3D生物打印

將培養(yang) 的細胞、作為(wei) 基質的生物材料、各種生長因子按照人體(ti) 的自然結構或比例打印出來，體(ti) 外培養(yang) 後形成新的人體(ti) 組織或者器官是3D生物打印的最終目標。目前3D生物打印研究主要集中在試驗藥物篩選、腫瘤模型、多孔支架等方麵。天然生物材料包括纖維素、

明膠

、藻酸鹽、殼聚糖以及人工合成的聚合物，要滿足生物3D打印機的材料交聯性、力學和溫度適應、生物相容性和降解性等。Wang等研究了脂肪來源的幹細胞複合3D打印的水凝膠支架在體(ti) 外和體(ti) 內(nei) 的成骨性能，結果顯示體(ti) 外培養(yang) 2周後檢測到成骨相關(guan) 的基因RUNX2、OCN表達，體(ti) 內(nei) 試驗8周可觀察到類骨質形成。

3D打印技術安全性的短期隨訪研究中，已初步顯示出良好的臨(lin) 床療效，亟需製訂出台相關(guan) 標準、規範、準入製度等，以有利於(yu) 其臨(lin) 床轉化、推廣。3D生物打印技術從(cong) 理論上可以再生組織甚至是器官，盡管目前在皮膚、血管、肝髒等方麵有所突破，但是構建一個(ge) 具有移植條件及生物功能的打印器官，是一個(ge) 長期努力的方向。