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打印技术在神经外科的应用优势

作者:

关键词:

摘要：

背景：神经系统解剖结构复杂，相关疾病种类繁多，手术难度大，风险高。它不仅要求医生将病变组织完整切除，还有避免术中对重要神经、血管及功能区造成损伤，因而临床上一直在探索定位准确、手术精度高的治疗方式及相关辅助手段。3D 打印是一种快速成型的技术，近年来发展迅猛，目前已经广泛应用于生物医学行业。

目的：综述3D 打印技术在神经外科常见疾病中的应用现状，并对应用前景进行展望。

方法：第一作者以关键词通过计算机检索中国知网(CNKI)、万方数据库、PubMed 和Web of Science 数据库，检索截止日期为2020年2月的人类研究。检索出相关文献385 篇，根据纳入与排除标准，并进行文献增补，最终纳入49 篇文献进行综述。

结果与结论：①在神经外科领域，3D 打印定制个体化植入物可用于修补颅骨缺损，所打印出的病变模型可用于畸形修复、脑血管病、颅底疾病及脊柱脊髓疾病手术的术前模拟，为个体化精准治疗提供依据；②同时模型可用于神经外科教育及术前宣教；③因此3D 打印技术在神经外科领域具有广阔的发展前景。

2020年度河北大学研究生创新资助项目(hbu2020ss057)，项目负责人：温稀超

BACKGROUND:The nervous system has a complex anatomical structure,where various related diseases can operation on the nerve system is difficult with high are required to remove the diseased tissue completely,but not to damage important nerves,blood vessels and functional areas during the ,treatment methods and related auxiliary methods with accurate positioning and high surgical precision have been explored (3D) printing is a rapid prototyping technology that has developed rapidly in recent years and has been widely used in biomedical industry.

OBJECTIVE:To review the application status and prospect of 3D printing technology in neurosurgery.

METHODS:The first author of this paper searched CNKI,WanFang,PubMed and Web of Science databases by using key words through deadline for publications was February 2020.A total of 385 related articles were to the inclusion and exclusion criteria,49 articles were used for review after literature supplement.

RESULTS AND CONCLUSION:In the field of neurosurgery,3D printing customizes individualized implants that can be used to repair skull printed lesion model can be used for preoperative simulation of surgeries on deformity repair,cerebrovascular disease,skull base disease and spinal cord disease and provide the basis for individualized precision model can also be used for neurosurgical education and preoperative ,3D printing technology has a broad development prospect in the field of neurosurgery.

0 引言 Introduction

神经外科疾病种类繁多，解剖结构复杂，对神经外科医生的理论及专业技能要求较高，术前对病灶的准确定位、设计优化手术入路，术中对病灶精准及完整的切除是影响手术效果及预后的重要因素。3D打印自20世纪90年代出现后便迅速应用于各行各业，3D打印的核心原理为“分层制造，逐层叠加”，打印原理包括立体光固化成型法、熔融沉积造型、分层实体制造、三维粉末黏接及选择性激光烧秸工艺等[1]。目前3D打印已广泛应用于军事、航天、汽车、建筑、医药等领域，其在医学领域的应用一定意义上带动了神经外科的发展。文章就近年来3D打印在神经外科领域的新进展与突破作一综述。

1 资料和方法 Data and methods

1.1 资料来源由第一作者以“3D打印，神经外科，神经外科手术，神经外科教学训练，3D Printing，neurosurgery，neurosurgery training”等为关键词，各检索词之间以AND或OR逻辑关系连接，检索2015年至2020年2月发表在中国知网(CNKI)、万方、PubMed及Web of Sites数据库的相关文献。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：①2015年至2020年2月的相关文献，保证文献资料来源时效性；②与3D打印技术相关的文献；③与3D打印技术在神经外科应用相关的研究；④人类研究。

排除标准：①研究目的与文章无关的文章；②重复性研究；③非时效性文章；④缺乏可靠论据论点、质量较低、权威性不高、参考价值不高的文章；⑤非人类研究；⑥非中文或英文的文章。

1.3 文章筛选流程共检索、收集到相关文献385篇，排除与研究目的无关及重复研究336篇，最终纳入49篇符合标准的中英文文献进行综述，见图1。

2 结果 Results

2.1 3 D打印技术的简介及分类

图1 文献检索流程图

2.1.1 3D打印技术的概念及原理 3D打印又被称为增材制造、快速原型制造或者实体自由制造，是一种在计算机精确控制下，将三维数字模型用多种可黏性材料逐步堆积为实物模型的快速成型技术[2]。3D打印所用的原材料种类广泛，可以是陶瓷、塑料、金属，甚至可以是活的细胞[3]。其打印的完整过程可以分为3个步骤：①收集目标部位影像学资料；②依据影像学数据，通过计算机建模软件进行三维图像建模；③将三维图形的数据资料导入3D打印机，指导打印机逐层打印。具体过程如下：首先获取目标人体部位的MRI或CT薄层二维图像(DICOM)的数据，然后将影像学数据导入Mimics、CAD 等三维立体化软件，在各软件中构建目标区域的三维数字化模型，将得到的三维图形转化为STL(Standard Template Library)格式文件，最后将STL导入3D打印机进行分层制造，再利用激光束或热熔喷嘴等方法精确堆积材料、逐层累积，最终形成所需结构的1∶1实体三维结构[4]，见图2[5]。

文章来源：《北京印刷学院学报》网址: http://www.bjysxyxb.cn/qikandaodu/2021/0316/663.html