摘要：3D打印,又称增材制造技术。根据美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)的标准定义,通过计算机控制打印机逐层堆叠材料,然后得到所需三维实体的工艺[1—2]。3D打印技术为医学领域的发展提供新的方法,促进了医学3D打印概念的诞生,目前备受众多学者的关注[3—5];并且,在物理医学和康复领域,3D打印能够为矫形器的制造和设计提供独特的方案,从而解决患者的部分功能障碍。

摘要：目的·探讨基于影像后处理和3D打印技术设计的改良病理切片盒运用于骨肿瘤并辅助人工智能(artificial intelligence,AI)拼接病理图像的可行性。方法·收集于2022年2月至2022年8月间以骨肿瘤收治并行切除重建术的患者,对患者术前及其术后肿瘤标本行CT和MRI检查,以骨肿瘤的骨性结构为标志点,实现术前患者CT、MRI图像及术后肿瘤标本CT图像间的配准。设计经过改良的个性化病理切片盒并3D打印,指导病理切片方向,网格状分割病理大切片后行苏木精-伊红染色。借助AI拼接病理切片图像,并与术前肿瘤影像边界进行共定位比较。结果·收集4例使用改良病理切片盒的骨肿瘤患者(骨转移瘤2例,骨肉瘤1例,软骨肉瘤1例),男性3例,女性1例,平均年龄(40.25±25.70)岁。骨肿瘤累及股骨3例,髂骨1例。骨肿瘤最大直径为(12.10±4.02)cm。改良后的3D打印病理切片盒能较好地拟合骨肿瘤表面,解决了骨肿瘤标本在初代病理切片盒内移动度过大而导致的切割困难或切割定位不准确的问题,其能完整获得肿瘤三维病理边界的信息,并能与术前的影像肿瘤边界进行共定位比较。切片盒逐层各异的轮廓特征信息能辅助AI筛选并还原切片盒内病理碎片的相关关系,图像拼接时间由70余小时缩短为1 h,边缘符合率增加至90%。结论·基于3D打印技术的改良病理切片盒能准确辅助AI拼接病理图像,大幅提升病理图像拼接效率,为实现骨肿瘤的术前影像和病理边界精准对应提供数据支持。

摘要：目的测试镍钛记忆合金支架的力学性能及用于腰椎间融合术的体外生物力学性能。方法通过力学测试机测试支架的力学性能,并在新鲜腰椎标本上模拟腰椎间融合术,对比分析镍钛记忆合金支架及其配套的骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨方法、传统盒状融合器用于腰椎间融合术的生物力学性能。结果镍钛记忆合金支架最大抗压强度为(12964±962)N,记忆特性有效范围内最大形变为(4.68±0.03)mm,形状恢复率为99.86%。相比于正常腰椎模型,单独使用镍钛记忆合金支架植入模拟腰椎间融合术后手术节段稳定性在前屈、后伸、侧屈、旋转方向上均有增加,与采用传统盒状融合器相当(P>0.05)。而在复合使用配套设计的自体骨粒-可吸收骨水泥混凝物植骨后,手术节段活动度进一步降低(P0.05)。镍钛记忆合金支架植入后的抗拔出强度弱于传统盒状融合器(P<0.05),在配合使用自体骨粒-可吸收骨水泥混凝物植骨时的抗拔出强度显著强于传统盒状融合器(P<0.05)。结论本研究的镍钛记忆合金支架同时配套设计了相匹配的骨粒-骨水泥混凝物植骨方式,为腰椎间融合术的进一步优化发展提供了新思路。镍钛记忆合金支架具有良好的支撑及形变性能,用于腰椎间融合术时与传统盒状融合器具有生物力学等效性,在复合应用骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨后能进一步提升稳定性和抗拔出强度。

摘要：目的探讨计算机辅助设计(computer aided design,CAD)技术和三维打印(three-dimensional printing,3DP)技术制备的个体化手术导航模板辅助发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)患儿在Salter骨盆截骨术联合股骨近端旋转短缩截骨术中应用的可行性和精确性。方法将2016年1月至2017年10月收治的97例接受Salter骨盆截骨术联合股骨近端旋转短缩截骨术的单侧DDH的患儿纳入本研究。其中,男17例,女80例;年龄范围为2岁6个月至6岁,平均年龄为3.39岁;患侧为左侧54例,右侧43例。按随机数字表法将患儿分为3DP导航模板组(44例)和传统手术组(53例)。比较两组患儿的手术时间、术中出血量,比较末次随访时髋臼指数、中心边缘角、Mckay临床评定结果、Severin X线评定结果、股骨头坏死(avascular necrosis,AVN)发生率、再脱位发生率和髋内翻发生率。结果3DP导航模板组和传统手术组手术时间分别为(105.62±12.20)min和(129.40±17.55)min,出血量分别为(55.75±11.38)ml和(68.21±10.95)ml,两组患儿术后规划AI和实际(术后1 d)测量的AI之间差值的绝对值分别为(3.84±2.58)°和(1.37±0.55)°,两组之间的差异均具有统计学意义(P0.05)。Mckay临床疗效评定结果:3DP导航模板组中优26髋、良14髋、可2髋、差2髋,优良率达90.91%(40/44);传统手术组中优27髋、良18髋、可6髋,差2髋,优良率达84.91%(45/53),两组之间的差异无统计学意义(P>0.05);Severin X线评定结果:3DP导航模板组中优26髋、良14髋,可4髋,差0髋,优良率达90.91%(40/44);传统手术组中优24髋、良20髋,可9髋,差0髋,优良率达83.02%(44/53),两组之间的差异无统计学意义(P>0.05);3DP导航模板组有4髋发生AVN,9.09%(4/44),传统手术组中有5髋发生AVN,9.43%(5/53),差异无统计学意义(P>0.05),两组患儿均无再脱位和髋内翻发生。结论个体化3DP导航模板可以辅助DDH患儿Salter骨盆截骨术联合股骨近端旋转短缩截骨术的精准完成,可有效控制术中截骨位置及旋转矫正角度,值得进行临床推广。

摘要：感染、炎症、肿瘤、先天畸形及严重创伤均可导致骨盆病损。因骨盆结构复杂,对于范围较大、形态复杂的骨盆病损,传统标准化内植物无法重建,或勉强重建但效果不佳。因此,精准设计、结构适配的个性化内植物重建理念成为了突破瓶颈的关键,而与之配套的术前规划、手术辅助设备与手术导航技术,成为决定手术质量与预后的关键。目前,针对3D打印辅助个性化骨盆病损重建的术前规划与手术导航技术的临床应用依然较少。面向未来,如何深入理解、把握3D打印技术的独特优势,推进3D打印精准重建骨盆病损治疗理念的临床转化,将成为骨科个性化治疗领域的重点。

摘要：随着新生儿重症救治技术的发展,更多低胎龄、低体重及危重婴儿得以存活,脑瘫发病率有上升趋势。大量研究证明,下肢矫形器的佩戴对提高脑瘫患儿运动功能和改善姿势方面有非常重要的作用,能够限制踝关节跖屈、膝关节反张、膝关节屈曲,进一步提高行走速度并增加步行稳定性,达到改善步态的目的。而3D打印则是实现个性化定制的工艺,并可以结合计算机辅助设计、力学仿真等现代矫形技术赋予其更优性能。本文由19位骨科和康复专家针对3D打印儿童下肢矫形器进行讨论,形成共识,涉及3D打印儿童脑瘫下肢矫形器的定义、分类、适应证、设计、制备,以及使用全周期的临床监管。

摘要：矫形器是指装配于人体四肢、躯干等部位的体外装置,在骨科疾病治疗中有着极其广泛的应用,其主要作用是支持、矫形、减轻负荷等。随着计算机辅助设计和制造技术的发展,3D打印技术逐渐应用于矫形器领域,可以突破传统矫形器耗材耗时的缺陷,实现量身定制、个性化定制,为矫形器的制作开拓了新路径。本文通过查阅近年来相关文献,对3D打印矫形器在骨科中的应用进行综述,介绍3D打印技术在腕手矫形器、矫形鞋垫、踝足矫形器、脊柱侧凸矫形器中的应用情况,为后续的临床研究提供参考。

摘要：通过构建膝关节与定制式增材制造膝关节矫形器有限元模型,模拟膝骨关节炎(KOA)患者佩戴矫形器前后的膝关节生物力学变化,验证矫形器的间室减荷效果,针对矫形器治疗效果开展定量化研究,可用于膝关节矫形器的临床疗效评价.实验经过上海交通大学医学院附属第九人民医院伦理委员会审批通过,招募一名膝骨关节炎的女性,对其膝关节进行光学体表及CT扫描,根据单侧减荷原理设计定制式增材制造膝关节矫形器,通过网格划分、材料赋值、边界设置等步骤,利用ANSYS等软件构建包括膝关节与定制式增材制造膝关节矫形器有限元模型,沿下肢负重轴方向对膝关节施加1100 N的压缩载荷,进行仿真及应力分析,研究定制式增材制造膝关节矫形器对膝关节间室的减荷效果.针对KOA特性进行有限元分析,验证软骨、韧带及下肢皮肤对膝关节承载能力的影响.相较于未佩戴任何矫形器情况,佩戴定制式膝关节矫形器后,膝关节内翻角度减少、内侧压力向外侧转移且内侧间室压力明显降低.定制式增材制造膝关节矫形器可降低早中期内侧间室型膝骨关节炎患者在步行过程中膝关节内侧间室所产生的压力,减荷效果显著.

摘要：研究发现,白花丹素在体内和体外对多种肿瘤细胞均具有明显的生长抑制作用。白花丹素还可通过调节骨内微环境,阻断肿瘤转移的"恶性循环",抑制肿瘤细胞骨转移。本文阐述了白花丹素对多种肿瘤细胞的抑制作用及其机制,并以高骨转移潜能的恶性肿瘤为例,阐述了白花丹素的抗肿瘤作用机制及其作用靶点。目前,大部分动物实验仍采用白花丹素腹腔内给药的方式,但已有学者研发了可明显增强白花丹素抗肿瘤活性的新型高分子缓释给药体系。随着对白花丹素抗肿瘤活性及其作用机制的认识不断深入,今后可通过对白花丹素的化学结构进行优化设计,以进一步提高其抗肿瘤活性。

摘要：目的 探讨弥散加权成像(DWI)在骨盆常见恶性骨肿瘤术前规划中的应用价值。方法 回顾性分析2014年12月—2021年10月收治的经病理证实的35例骨盆软骨肉瘤和骨肉瘤患者的临床、影像和病理学资料。13例骨肉瘤患者纳入骨肉瘤组,22例软骨肉瘤患者纳入软骨肉瘤组。通过配准CT与对应DWI图像,借助Medraw软件进行肿瘤边界勾画,形成骨盆肿瘤三维模型报告,辅助临床设计手术截骨距离方案。记录软骨肉瘤组和骨肉瘤组患者的磁共振成像(MRI)表观弥散系数(ADC)值、术后病理切缘结果及短期影像随访复发率情况。结果 35例患者中,26例累及髂骨,16例累及髋臼,8例髂骨单独受累,15例同时累及3个或以上部位。软骨肉瘤组的平均ADC值为(1.21±0.17),高于骨肉瘤组的(0.97±0.21),差异有统计学意义(P<0.000 1)。所有病例肿瘤切除骨边缘均为阴性,6个月内临床随访均无复发。结论 DWI对骨盆恶性骨肿瘤边界判断有一定帮助,基于DWI和ADC值的术前规划截骨范围有助于设计临床个性化手术方案。