内容简介
本结北京大学人民医院骨科应用3D打印增材制造技术，修复骨切除后大段骨缺损的临床经验，结合大量详实的病例资料，分析3D打印金属假体的优势，归纳假体设计和手术操作的注意事项，为这一技术在国内推广起到作用。
目录
章 概述 节 3D打印人工假体技术的优势 节 3D打印人工假体在骨外科中的应用上肢篇 章 3D打印肱骨中段节段假体 病例一 左肱骨中段软骨肉瘤 病例二 右肱骨中段软骨肉瘤 病例三 左肱骨中段软骨肉瘤 病例四 右肱骨中段骨肉瘤 病例五 右肱骨中段尤因肉瘤 第三章 3D打印全肱骨假体 病例一 左肱骨全段骨肉瘤 病例二 右肱骨全段骨肉瘤 第四章 3D打印人工肘关节型假体 病例一 肾癌右肱骨远端转移 病例二 右肱骨远端尤因肉瘤 病例三 左肱骨远端滑膜肉瘤 病例四 右肱骨远端原位 病例五 右肱骨远端骨肉瘤 病例六 右肱骨远端尤因肉瘤 病例七 右肩胛骨及右尺骨骨巨细胞瘤 病例八 右尺端多形未分化肉瘤 第五章 3D打印桡骨型假体 病例一 右桡骨远端骨肉瘤 病例二 右桡骨远端(移植腓骨)骨巨细胞瘤 病例三 右桡端骨肉瘤 第六章 3D打印融合型肩关节假体 病例一 右肱骨上段恶肌上皮瘤 病例二 右肱骨上段骨肉瘤 病例三 右肩胛骨骨肉瘤下肢篇 第七章 3D打印股骨中段型节段假体 病例一 右股骨中下段骨肉瘤 病例二 左股骨中段尤因肉瘤 病例三 左股骨中段骨肉瘤 病例四 左股骨中段骨肉瘤骨搬运术后搬运断端不愈合 病例五 右股骨中段尤因肉瘤 病例六 左股骨中下段骨肉瘤 病例七 右股骨中下段骨肉瘤 病例八 右股骨中段尤因肉瘤 第八章 3D打印胫骨中段型假体 病例一 右胫骨中下段骨肉瘤 病例二 左胫骨中下段尤因肉瘤 病例三 右胫骨中下段骨肉瘤 病例四 右胫骨远端骨肉瘤 第九章 3D打印胫骨远端型踝关节融合假体 病例一 左胫骨中下段骨肉瘤 病例二 左胫骨中下段骨肉瘤 病例三 左胫骨中下段骨肉瘤 病例四 右胫骨远端骨巨细胞瘤或动脉瘤样骨囊肿 病例五 左胫骨远端骨肉瘤 病例六 左胫骨中下段骨肉瘤骨盆和脊柱篇 第十章 3D打印组配式人工半骨盆假体 病例一 右骨盆巨大术后 病例二 左骨盆巨细胞瘤 病例三 骨盆I区骨肉瘤 病例四 右骨盆I+II区骨肉瘤 第十一章 3D打印定制型人工半骨盆假体 病例一 右骨盆巨大软骨肉瘤 病例二 左骨盆软骨肉瘤术后 第十二章 3D打印人工椎体——组配式和定制型 病例一 上胸椎软骨肉瘤 病例二 左胸膜顶巨大软骨肉瘤 第十三章 3D打印全骶骨假体 病例一 骶骨脊索瘤 病例二 骶骨脊索瘤假体翻修篇 第十四章 3D打印技术在型假体翻修中的应用 病例一 左股骨下段型假体置换术后假体柄断裂 病例二 左股骨中上段软骨肉瘤 病例三 右股骨骨肉瘤术后假体周围骨折 病例四 右胫骨上段骨肉瘤术后假体下沉 第十五章 3D打印假体置换术后的翻——金属骨小梁骨整合的直接证据 病例一 左骨盆肌成纤维细胞瘤术后 病例二 左股骨中段骨肉瘤术后 病例三 右肱端软骨肉瘤术后
摘要与插图
章概述
;;;;骨外科中，切除可能会导致大范围骨缺损，而且各个患者的骨缺损形态不一，个体差异大，且力学环境复杂，针对每位患行有效的个化人工假体重建是传统机械加工技术难以实现的。如何有效地修复重建骨缺损是当前骨外科领域研究的热点和难点。理想的重建是能够根据缺损部位结构特点和材料属行“个化”重建，恢复结构能。目前对于骨骼缺损重建中的一些关键结构(如假体与宿主骨的界面)和特殊部位(如骨盆、长骨中段等)仍存在传统加工方法无法解决的问题。新的增材制造技术(3D打印技术)的出现，可以很好地满足“个化”制造的需求。节3D打印人工假体技术的优势
;;;;在肢体恶骨切除后的重建方法中，人工关节假体置换术与其他重建方法相较，具有好能重建结果，已经成为经典能重建方法，该技术在膝关节及髋关节的应用较为广泛且技术成熟，但在骨盆、长骨大段骨缺损、肘关节及踝关节等部位的应用由于传统机械加工方式生产的人工假体无法实现满意的骨整合及形状匹配，过去人工关节假体重建在这些部位一直没有得到很好的应用，这主要因为传统铸造或锻造工艺无法实现加工的人工假体与骨缺损匹配，无法加工出具有梯度孔隙结构属的人工假体(避免应力遮挡，实现力学传导优)，无法提供骨长入界面以实现骨整合，且加工过程材料损耗大、制造成本高、空心结构加工难度大。3D打印技术为个体化、定制型人工假体的加工带来了技术上的革新。该技术势必会地改变各类复杂骨缺损及骨切除后、个化人工假体重建的应用现状。3D打印技术可以实现假体规格的仿生化，但打印产物的结构强度、与宿主匹配方式等还需要深入研究，但它无疑是将来假体设计和发展的方向。
;;;;3D打印人工假体技术的优势主要体现在两个方面，一是适形匹配，二是骨整能。机械加工型假体重建的共问题在于假体一骨整合效果欠佳，整合效果取决于人工假体和患者自体骨的匹配和愈合。匹配主要指结构能两方面能匹配指植入假体在结构上满足患者关节活动要求，在力学能上符合重建部位的生物力学环境，从而提高假体的远期完好率。愈合是指人工假体通过金属 ;骨界面与宿主骨的整合，对于人工假体与骨的接触面，结构和材料属决定了其整合的效果。理想的结构和材料属应与缺损区域骨骼的属，但传统的加工方法无法实现人工假体梯度7L隙结构加工，无法使假体的结构和材料属与缺损区域骨骼的结构与属。
;;;;在基础研究方面，3D打印技术的成熟和可靠正得一步验证。比如，3D打印技术材料与传统金属材料的属差异得到一步评价(song et apan>．，2015)；3D打印金属骨小梁与自体骨的整合在动物体内多次得到证实(shah et apan>．，2016a；MacBarb et apan>．，2叭7)；3D打印技术应用于植入物表面涂层处理的研究也是层出不穷(xiu et apan>．，2016~Shah et apan>．，2016b}Palmquist et apan>．．2017)。此外，3D打印技术在组织工程领域的应用也得到了充分认识，骨再生在3D打印技术的推动下已具有临床应用前景(Inzana etaI．，2014l Bnmello et apan>．，2016)。3D打印技术为钛合金等硬组织植入材料的个化制造开辟了新路线。
;;;;目前通过cT或MRI获取骨解剖结构并通过软行建模的技术趋于成熟，是建模软件可行三维模型建立，通过模拟三维模型的测量实现三维空间中更为的测量，对于假体设计更有指导意义。随着金属增材制造技术(3D打印技术)精度的逐渐提高，加工工艺的逐步完善，目前可以加工出微米级结构设计的金属假体，这为“仿生骨”连续复合假造提供了可行的解决方案。这一过程需要材料学、生物力学、临床医学和增材制造技术共同协同，目前相关基础研究的发展使得“仿生骨”结构设计及加工成为可能。随着材料学的发展，建模软件能及有限元分析软件计算能力的提高，使得3D打印人工假体的设计及临床应用越来越普及。
;;;;3D打印技术在骨科领域的展在于人工金属假体的设计制造，其中主要突破是人体负重骨缺损的金属假体快速成型。负重骨不同于一般上肢带骨，其在正常生理状态下需要承担重量，这对假体自身强度提出了相应要求；此外，负重骨缺损要求假体不仅能填补缺损，还需要牢固固定，这对假体的生物相容和骨长入能力又提出了更高要求。一般而言，基于电子束熔融(electronbeain melting，EBM)技术和选择激光熔融(selec：tive lasei’meltm‘g，sLM)技术的钛合金3D打印已基本能够满足以上要求。当然，有一些负重骨还位于关节周围，除承担身体重量之外，还需满足关节活动需求，这对假体本身的力学设计也提出了极高的要求。骨切除后骨缺损的修复重建是目前3D打印技术在骨科领域中应用为的方向......
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