3D 打印技术在临床医学中的应用＊

万海鑫

（阜阳职业技术学院，安徽 阜阳 236031）

近年来，随着中国科学技术的不断发展，中国医疗技术也得以大幅提升，其中3D 打印技术应用逐渐广泛，其可应用在临床医学中，为临床医学提供较大的帮助，该技术包含的内容相对较多，在实际应用过程中，可有效强化临床医学研究，将信息技术与医疗设施进行有效的结合，以此发挥3D 打印技术自身的作用，提高其使用效率。

1 3D 打印技术在临床医学中的实际应用

目前，在中国打印设备以及相关材料的不断探索下，3D打印技术逐渐被应用在医学中，并以三维模型为主，采用激光烧结、熔融沉积等各项技术，对金属、树脂、塑料等进行充分的加工，以此形成相应的实体模型。该技术与其他技术有所不同，其采用叠层的打印方式，不断增加材料，并由各个系统所控制，能够进行综合应用。同时，在3D 打印技术中，还包含着较多的组成部分，如材料、软件设计、设备结构设计等，以此构成3D 打印体系。目前，应用在临床医学的技术相对较多，该技术的精度较高，并且各个技术的复杂程度也不相同，在技术应用过程中，应当根据实际需求，选择相适宜的技术，以此可达到良好的应用效果。在医学应用过程中，3D 打印技术有着较高的材料标准，在材料的选择过程中，应当在其强度、安全性、降解性等多方面进行充分的考虑。

2 3D 打印技术的具体内容

2.1 FDM 技术

FDM 技术也是熔融堆积技术，该技术能够快速成型，并具有自动化、精确化的特点，该技术使用的材料通常是热塑性材料，如尼龙、ABS、PLA 等。在应用过程中，将材料加热熔化，并使喷头沿着一定方向进行运动，促使材料被逐渐挤出，继而使其能够快速固化，进行粘结。并按照层级结构将其层层堆积到一起，进行充分加固，在堆积过程中，其高度也随之增加，形状会因而发生改变，该技术的运行成本相对较低，维护简单，便于工作人员进行处理[1]。

2.2 PolyJet 技术

PolyJet 技术与FDM 技术较为相似，在该技术喷射过程中，通常喷射树脂材料，该打印技术由多种树脂组合而成，具有较大的灵活性。同时，该技术的色彩相对较多，性能也较多，具体运用过程中表面较为光滑，可有效将不同的零件连接在一起，加以固定。在打印前，需从多方面进行考虑，明确其支持结构，了解平衡层的厚度，在该技术应用的过程中，应当充分明确实际用途，以此可达到良好的使用效果。

2.3 激光烧结

激光烧结技术是利用激光将陶瓷、金属粉末等材料打造相应的3D 模型，并利用激光照射在粉末中，使其中的粒子通过照射进行不断叠加，以此形成相应的三维模型，该技术的精度相对较低。并且，将其制造完成后，会留下较多的孔隙，同时，在高温后，则不需再进行相应的处理。由于该技术的激光光束相对较小，可使用在面积较小的烧结中，其具有良好的粘结性，性能也相对较好，制造的时间较短，有利于进行大规模的烧结，以此满足技术的有效应用。

2.4 熔融沉积

熔融沉积技术在制造过程中，价格相对较低，可有效降低应用成本，该技术是运用喷嘴将长丝挤压到固定的基体中，促使其逐渐凝固，继而形成较多的层级。随着层次的增加，需将基体逐渐降低，或者将喷嘴进行不断提高，有利于促进下一层进行有效的沉积，从而可利用喷嘴将有关材料移动到指定位置。在该技术的模型中，可使用熔点较高的生物针对聚合物进行有效降解。另外，熔融沉积技术还可打造出复杂的支架结构，便于对其充分的应用。

3 3D 打印技术在临床医学中的主要应用

3.1 术前临床规划模拟

在手术的计划及模拟过程中，可采用器官模型展开训练，以此有效提高医务人员的手术质量，促使其在手术过程中更加熟练，精确地找准相应位置。在传统的训练方法中，通常采用尸体标本进行训练，然而该方法在训练的过程中有着较多的争议，并且，标本有限[2]；同时，在运输过程中具有较高的成本，还难以长时间保存，无法进行有效的训练。若在训练中采用动物模型，也存在着较多的不足，动物的器官与人类器官不同，容易产生较大的变异，并且成本相对较高。针对该问题，中国不断提出模拟训练的方式，通过利用模拟器进行有效的练习，可达到良好的训练效果。但在实际的应用过程中，其成本高，并且存在着较多的局限性，模拟用具与实际的手术刀等工具不相符。为此，在训练过程中，不断研发人造器官模型，并利用相关的3D 技术，可进行良好的常规检查，有关技术的应用可充分为医务人员指明具体的位置以及整体的解剖结构。在术前规划操作中，不断加强对3D 打印技术的应用，可有效掌握实际病情，做出合理的术前规划，有利于为医生的诊治方案提供合理依据。并且3D 技术具有良好的分辨率，例如在肾脏肿瘤中，通过3D 打印技术，可建立相应的肾脏模型，充分展现其结构细节，有利于医务人员进行穿刺活检训练，提高医务人员的自身技能。

3.2 强化临床医学教学

将二维影像应用在临床工作中，有利于准确地理解有关结构，并且能够掌握整个手术的流程。目前，3D 打印技术逐渐应用在临床教学中，不断突破传统限制，有利于年轻医生通过模型对抽象的知识进行充分认识，提高其学习效率，还能够增强临床医师的自身能力。并且，医学生还能够在模型中进行手术的训练，逐渐提高自身的熟练度，使其在该技术下，掌握更多临床医学知识，能够根据具体的病情，做好术前的规划以及相应的模拟，有效避免在实际手术过程中出现失误的情况，降低手术失误的概率，有效提高手术质量。同时，利用3D 打印技术可对各类病状进行充分模拟，将该模型应用在临床教学中，不断提高学生的学习效率，强化对医师的培训，促使其对解剖的整体过程充分掌握，明确各项手术中的注意事项，使学生加深对结构的印象，继而可在实际操作过程中，确保自己操作的准确性。

3.3 人体植入物及假肢

当前，利用3D 技术可有效将人体植入物以及假肢应用在临床医学中，可精确完成替换手术，将假肢等进行有效植入，有利于关节的稳定性。该项技术由多种功能组成，可为人们提供良好的组织，并具有较好的保肢性能。例如，某医务人员在3D 打印技术下制成的ALIF 植入物有效植入到患者的身体中，完善腰椎间融合术。利用该方式，可减少手术的时间，加快手术的进程，并且能够有效地降低成本，有利于促进该技术在临床医学的广泛应用[3]。同时，根据不同的病状，医务人员可根据3D 模型进行充分试验，以找到准确的治疗方法，在术前进行良好的规划。在植入物以及假体的植入过程中，3D 打印技术具有较强的适应性，能够达到良好的应用效果，充分保证患者术后的基本生活，提高患者的生活质量。将3D 打印技术应用在人体植入物以及假肢中，可确保患者在术后能够进行充分的移动，为关节置换术提供了良好的发展方向。通过3D 打印技术的应用，可对各项手术操作进行不断的探索，以优化手术的整体操作，为患者提供良好的保障。

3.4 临床医学药物研究

3D 打印技术还可应用到临床医学药物研究中，应用范围相对较广。在药物系统中，如植入给药、部分给药等均能通过3D 打印技术完成。目前，该技术已在临床中进行常规应用，在释放药剂中，其包含压缩性粉末，在服用后会快速溶化，通过FDM 技术的应用，含有较多的聚合物，该物质在扩散的情况下，促使药物得到充分的释放。为此，该技术对缓释药物具有较大的影响，并且，FDM 技术与传统的压缩方法有所不同，在传统的压缩片剂下，片剂会出现吸水等现象。而在FDM 技术中，则会直接进行腐蚀与扩散。与此同时，3D 打印技术在药物研发中也有较大的作用，具有良好的应用效果，在研究过程中，通常用于进行药物的选取等。在选药时，首先会对动物进行充分的研究，动物的细胞与人类的细胞有所不同，在研究时，未能得到理想的结果。在临床测试时，发现其中大部分药物对人类来说均存在毒素，部分药物在动物上测试时是有毒的，然而在人类测试时，则呈现无毒的状态。

4 结束语

总而言之，3D 打印技术在临床医学中应用范围逐渐扩大，其为医学研究带来较大的帮助。通过3D 打印模型的有效制作，可让医务人员进行相应的训练，提高其手术的质量与熟练度。