3D打印技術(shù)在頜面部多發(fā)骨折術(shù)前中的預(yù)成型,口腔論文

3D打印技術(shù)在頜面部多發(fā)骨折術(shù)前中的預(yù)成型,口腔論文近年來，頜面部多發(fā)骨折的發(fā)生率呈明顯上升趨勢(shì)，常見的病由于道路交通傷、高處墜落傷等。其造成患者咬合錯(cuò)亂和面部畸形，對(duì)患者的咀嚼功能和美觀造成嚴(yán)重的影響。而由于面部諸骨具有外形不規(guī)則的解剖特點(diǎn)，多發(fā)骨折精到準(zhǔn)確復(fù)位的難度較大，十分是全面部骨折，牽涉上下頜骨區(qū)、顴眶區(qū)、鼻眶篩區(qū)和〔或〕額區(qū)，其治療還是口腔頜面部創(chuàng)傷治療的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)[1],加上因美觀需要面部手術(shù)需采用非骨折區(qū)的隱蔽切口入路，因而術(shù)前對(duì)骨折的詳細(xì)部位、數(shù)量及移位情況的判定和預(yù)測(cè)顯得尤為重要。

以往傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方式方法是用CT三維成像照片直接判定，估計(jì)需手術(shù)復(fù)位及內(nèi)固定部位，其準(zhǔn)確性不高，主要靠經(jīng)歷體驗(yàn)。也有利用計(jì)算機(jī)軟件在虛擬的頭顱模型上進(jìn)行骨折調(diào)整，但缺乏精到準(zhǔn)確性和直觀性。而3D打印技術(shù)提供了更為理想的預(yù)測(cè)方式方法。筆者將患者術(shù)前頜面部三維重建CT數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)，打印出與患者頜骨1∶1的模型，并在該模型上分析骨折狀況、模擬骨折手術(shù)及骨折斷端固定材料預(yù)成型，并在術(shù)中與實(shí)際情況進(jìn)行比照，旨在討論該方式方法的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，進(jìn)而為其臨床應(yīng)用的推廣提供進(jìn)一步的科學(xué)根據(jù)。

臨床資料

1一般資料

2020年6月~2021年3月，筆者收治8例頜面部多發(fā)骨折患者，男性5例，女性3例；年齡25~58歲，平均43歲。致傷原因：道路交通傷5例，高處墜落傷2例，面部擊打傷1例。華而不實(shí)LefortⅠ型骨折1例，LefortⅡ型骨折1例，眶顴區(qū)陳舊性骨折3例，下頜骨骨折2例，上頜骨陳舊性骨折1例。

2材料

內(nèi)固定鈦板及鈦釘為西安中邦生產(chǎn)。3D打印機(jī)為美國(guó)3DSystems公司的3DSytems打印機(jī)，由百脈科技有限公司提供。打印材料為生物降解塑料聚乳酸〔PLA〕.

3術(shù)前預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)

以1例眶顴區(qū)陳舊性骨折為例?；颊邽樗?，傷后1個(gè)月就診，行頜面部三維重建CT,將該三維重建CT數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)，采用堆砌技術(shù)打印，歷時(shí)4h.獲得1∶1面顱骨模型。在模型上分析骨折情況，記錄在模型上能夠觀察的骨折數(shù)量；與正常側(cè)比照，測(cè)量明顯錯(cuò)位部位斷端的最大移位距離；模擬復(fù)位，固定材料預(yù)成型，模擬內(nèi)固定安裝。

3.1骨折數(shù)量3D打印模型上所記錄的骨折數(shù)量與三維CT所顯示的骨折部位的骨折情況基本一致，但無明顯移位、錯(cuò)位的骨折在模型上顯示不太明顯，需結(jié)合CT照片共同確認(rèn).

3.2斷端情況從該患者3D模型上看，該患者右側(cè)眶外緣、眶下緣有明顯錯(cuò)位，眶下緣處移位距離較大，且可直觀觀察到右側(cè)顴骨體向下移位并略向內(nèi)旋。在眶下緣骨折斷端有明顯移位，分別測(cè)量三維CT及3D模型上的最大移位距離，數(shù)據(jù)差異不同不超過1mm.

3.3鈦板塑形在非陳舊性骨折病例中，大部分根據(jù)塑形板塑形的鈦板能夠直接較好地與骨面匹配，無需再調(diào)整；在陳舊性骨折病例中，鈦板完全匹配的情況較少，多需要重新進(jìn)行調(diào)整。

3.4手術(shù)切口右側(cè)顳部發(fā)髻內(nèi)切口及右側(cè)眶下緣切口。術(shù)中顯露骨折部位后，觀察到局部骨折情況與預(yù)測(cè)模型一致，骨折數(shù)量、斷端移位程度較為匹配。故手術(shù)經(jīng)過中按預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)沿原骨折線松解右側(cè)顴額縫、顴弓、眶下緣，重新對(duì)位后，根據(jù)塑形板形態(tài)略微調(diào)整鈦板，并于預(yù)測(cè)位置進(jìn)行安裝，觀察鈦板貼合，適當(dāng)調(diào)整行堅(jiān)固內(nèi)固定。分別使用2塊6孔鈦板、12顆鈦釘固定顴額縫及顴弓，用1塊4孔鈦板、4顆鈦釘固定眶下緣。因患者傷后出現(xiàn)復(fù)視，遂用1塊眶底板墊入眶內(nèi)，2顆鈦釘固定。

結(jié)果

術(shù)中觀察到骨折數(shù)量、斷端移位情況與術(shù)前在3D模型上預(yù)測(cè)較為一致。在術(shù)中測(cè)得患者眶下緣骨折斷端位移距離約為10mm,與在3D模型上測(cè)得的位移距離較為符合。術(shù)中實(shí)際觀察到患者右側(cè)顴弓有明顯裂紋并輕度塌陷，但在3D模型上顯示不太明顯，故對(duì)于錯(cuò)位不明顯的斷端，仍需根據(jù)術(shù)中探查后決定。使用3D打印模型后，對(duì)于在術(shù)前判定骨折詳細(xì)部位、需要固定的數(shù)量及鈦板數(shù)量的準(zhǔn)備上更充分，且患者的手術(shù)時(shí)間較以前同類型手術(shù)時(shí)間平均縮短近1h,患者的面部外形輪廓較好，咬合關(guān)系恢復(fù)良好，患者對(duì)術(shù)后的面部外形及功能均表示滿意。術(shù)后3個(gè)月行頜面部三維重建檢查，骨折對(duì)位、愈合良好.

討論

13D打印技術(shù)

3D打印，即快速成型技術(shù)[2]的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)已被應(yīng)用于器官模型的制造與手術(shù)分析策劃、個(gè)性化組織工程支架材料和假體植入物的制造，以及細(xì)胞或組織打印等方面[3].

23D打印技術(shù)應(yīng)用于頜面部骨折

個(gè)性化醫(yī)療是臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展方向之一。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)使得外科醫(yī)生對(duì)患者進(jìn)行量體裁衣的個(gè)性化治療成為可能。

2.1個(gè)性化模型頜骨形態(tài)不規(guī)則，一旦發(fā)生頜面部骨折，手術(shù)治療最重要的是恢復(fù)患者的咬合功能，其次是患者的面部外形，但傳統(tǒng)的影像資料只能看到頜骨的二維構(gòu)造，3D打印能將二維的、平面的影像資料轉(zhuǎn)化為三維、立體的實(shí)物模型，十分是頜面部多發(fā)骨折，使醫(yī)生能夠在直視下在該模型上對(duì)手術(shù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)并模擬手術(shù)。

2.2術(shù)前預(yù)測(cè)及模擬手術(shù)利用3D打印技術(shù)打印出針對(duì)患者的個(gè)性化模型后，手術(shù)醫(yī)生將能夠采取完全不同于以往的手術(shù)操作方式。以往對(duì)復(fù)雜的全面部陳舊性骨折，在術(shù)前主要依靠傳統(tǒng)的影像資料，根據(jù)醫(yī)生的臨床經(jīng)歷體驗(yàn)來判定骨折的部位、數(shù)量以及移位情況等，模擬手術(shù)則通常是在醫(yī)生的想象中完成。3D打印出實(shí)物模型后，醫(yī)生能夠直視骨折的部位和數(shù)量、判定骨折斷端移位的方向以及測(cè)量移位的多少，并可在模型上模擬手術(shù)，嘗試多種手術(shù)方案，在術(shù)前進(jìn)行精到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，對(duì)實(shí)際手術(shù)起到指導(dǎo)性的作用。同時(shí)模擬手術(shù)可對(duì)術(shù)中固定材料進(jìn)行預(yù)成型，以縮短手術(shù)時(shí)間。該組病例中，4例非陳舊性骨折中，術(shù)前預(yù)成型的固定材料與骨面貼合，無需調(diào)整，另4例陳舊性骨折中，均有不同程度的調(diào)整，但較傳統(tǒng)手術(shù)方式的調(diào)整幅度均有減小。

2.3個(gè)性化植入物伴有頜骨缺失或缺損的骨折，常規(guī)方式方法通常是取患者本身的骨，如髂骨，在術(shù)中根據(jù)缺失或缺損面積的大小修整好骨的形態(tài)后植入、固定。金屬3D打印技術(shù)的出現(xiàn)給硬組織外科植入物設(shè)計(jì)和制造提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐[4],它能夠利用計(jì)算機(jī)鏡像技術(shù)，根據(jù)患者健側(cè)的正常頜骨形態(tài)打印出患者患側(cè)頜骨在正常時(shí)的形態(tài)，進(jìn)而根據(jù)缺失或缺損部位打印出相應(yīng)的實(shí)體模型，并且這種實(shí)體模型較以往常規(guī)的傳統(tǒng)模型，質(zhì)量較輕，力學(xué)性能可能與人體骨組織更為匹配[5],到達(dá)良好的外形的恢復(fù)。2020年，比利時(shí)Hasselt大學(xué)就利用金屬3D打印技術(shù)將鈦粉熔解后，打印出下頜骨，為1例83歲患者成功施行人工下頜骨置換術(shù)，術(shù)后患者恢復(fù)良好，語言及吞咽功能均無明顯改變[6].該例手術(shù)的成功表示清楚3D打印技術(shù)在修復(fù)頜骨的缺損或缺失上能夠得到很好的應(yīng)用，免去患者從本身取骨的創(chuàng)傷。

正如王成燾[7]所講：一場(chǎng)由3D打印引起的醫(yī)學(xué)革命已然開場(chǎng)，相比于工業(yè)更迷戀于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的狀態(tài)，醫(yī)學(xué)界對(duì)于3D打印技術(shù)有一種先天的親切。十分是對(duì)于頜面部骨折患者來講，在面部外形及功能需同時(shí)兼顧的情況下，3D打印能夠精準(zhǔn)恢復(fù)患者的面部外形，在術(shù)前可做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，使術(shù)前準(zhǔn)備更充分，縮短了手術(shù)時(shí)間，顛覆了傳統(tǒng)的手術(shù)方式，減小了患者手術(shù)創(chuàng)傷，值得推廣及應(yīng)用。

以下為參考文獻(xiàn)：

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[3]余丹，劉建華，朱慧勇，等。3D打印技術(shù)在頜面骨缺損修復(fù)重建的應(yīng)用[J].中國(guó)修復(fù)重建外科雜志，2020,28〔3〕:292.

[4]胡敏，譚新穎，鄢榮曾，等。3D打印技術(shù)在口腔頜面外科領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)實(shí)用口腔科雜志，2020,7〔6〕:337.

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