3D打印技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用與研究進(jìn)展

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南鄭州市，451100）趙翠萍郜帥王英王晶晶王燕

3D打印技術(shù)屬于一種快速成型技術(shù)，以數(shù)字模擬文件為基礎(chǔ)，將粉末狀或者塑料狀等材料逐層疊加粘合在一起，形成高質(zhì)量的構(gòu)造物體。目前3D打印技術(shù)不僅在模具制造以及工業(yè)設(shè)計(jì)等方面應(yīng)用較廣泛，在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用也開始增多，比如制作髖關(guān)節(jié)或牙齒。目前在康復(fù)醫(yī)學(xué)上，通過3D打印技術(shù)為患者提供疾病最精確的數(shù)據(jù)，為病人做個(gè)性化的精準(zhǔn)治療已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)。本文將結(jié)合3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，綜述該技術(shù)在康復(fù)矯形器、假肢等方面的的應(yīng)用，希望對(duì)康復(fù)醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展提供幫助。

1 3 D打印技術(shù)在個(gè)性化矯形器中的應(yīng)用

矯形器在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用比較廣泛，包括支具、夾板、矯形裝置等，通過外置在患者的某個(gè)部位，可以對(duì)他們的骨骼系統(tǒng)和神經(jīng)肌肉結(jié)構(gòu)等進(jìn)行固定和矯正，以預(yù)防康復(fù)期內(nèi)出現(xiàn)的骨骼或肌肉結(jié)構(gòu)變形的問題。矯形器與人體密切接觸，需要良好的適配性才能起到作用，因此需要進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的矯形器在設(shè)計(jì)中存在很大的問題，比如石膏和夾板由于設(shè)計(jì)不合理，很可能會(huì)出現(xiàn)皮膚感染、肢體僵硬、骨筋膜室綜合征等。3D打印技術(shù)改變了傳統(tǒng)矯形器適配性差的問題，減少了康復(fù)期易出現(xiàn)的各種問題。

1.1 上肢矯形器

隨著人們康復(fù)理念的轉(zhuǎn)變以及相關(guān)材料學(xué)方面的發(fā)展，上肢矯形器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在骨科、康復(fù)科、燒傷科等科室。其主要作用是保持上肢不穩(wěn)定的肢體于功能位，提供牽引力以防止攣縮，也能幫助患者補(bǔ)償失去的肌力，幫助無(wú)力的肢體運(yùn)動(dòng)。按照安置的區(qū)域，包括手矯形器、腕手矯形器、肩矯形器以及肘腕矯形器等。熊寶林[1]研究了上肢矯形器在骨科康復(fù)中的應(yīng)用，利用3D打印矯形器穩(wěn)定臂叢神經(jīng)損傷患者的拇指、食指和中指的指間關(guān)節(jié)，在腕近側(cè)安裝彈簧調(diào)節(jié)開關(guān)，可以促進(jìn)骨科患者的肩腕關(guān)節(jié)早期康復(fù)，恢復(fù)肩腕關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。張派[2]等研究了基于數(shù)字化建模和3D打印技術(shù)的前臂骨折外固定矯形器，發(fā)現(xiàn)相比傳統(tǒng)機(jī)械制作的矯形器，該種矯形器與患者的前臂貼合性更好，可以根據(jù)患者的實(shí)際感受調(diào)整松緊度，減少了對(duì)皮膚的損傷，降低了感染性。

1.2 下肢矯形器

下肢矯形器在康復(fù)醫(yī)學(xué)中使用也較多，主要起到預(yù)防變形、矯正變形、保護(hù)病變組織以及對(duì)喪失功能的代償和輔助。3D打印技術(shù)下制造的下肢矯形器由于適配性好，能用于各種骨關(guān)節(jié)功能障礙、足部疾患等的輔助治療。目前，應(yīng)用較多的是踝足矯形器（AFO），對(duì)于患有踝背伸障礙的腦卒中患者，穿戴上踝足矯形器能很好的改善偏癱步伐，提供患者步行功能，降低跌倒的風(fēng)險(xiǎn)。王希瑞[3]探討了可調(diào)節(jié)踝足矯形器配合針灸治療在腦出血偏癱患者足畸形及步行能力改善方面的影響，將研究者分為對(duì)照組和觀察組，對(duì)照組采用常規(guī)治療法，觀察組采用配戴可調(diào)節(jié)踝足矯形器治療，經(jīng)過6周治療后統(tǒng)計(jì)足下垂及足內(nèi)翻畸形率，結(jié)果觀察組的平衡量表（BBS）及Holden功能步行分級(jí)(FAC)顯著高于對(duì)照組，說明可調(diào)節(jié)踝足矯形器配合針灸治療可有效減少腦出血偏癱患者的足下垂和足內(nèi)翻畸形,改善平衡能力。許鳳娟[4]比較了裸足與穿戴踝足矯形器時(shí)偏癱患者步行能力，發(fā)現(xiàn)穿戴AFO后,患者步行速度提高,偏癱步態(tài)不對(duì)稱指數(shù)減少,偏癱側(cè)單支撐期足底壓力峰值較前增大，效果較為明顯。在應(yīng)用3D打印技術(shù)制作的下肢矯形器時(shí)，對(duì)于下肢水腫的患者，不能使用緊貼皮膚穿著的矯形器，以免造成患者皮膚損傷。

1.3 脊柱矯形器

目前青少年由于長(zhǎng)期的不良坐姿很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)彎，占到了脊柱彎曲總數(shù)的80%左右。傳統(tǒng)的脊柱矯形器佩戴依從性不高，對(duì)于脊柱的矯正效果不理想。3D打印脊柱矯形器符合患者個(gè)性化要求，具有輕量、美觀、透氣和符合生物力學(xué)矯正原理等特征。徐純鑫研究了Rodin 4D技術(shù)制作青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(AIS)矯形器與傳統(tǒng)石膏技術(shù)制作AIS矯形器的對(duì)于治療脊柱側(cè)彎的療效差異?；颊叻謩e佩戴兩種矯形器1年后，進(jìn)行Cobb角測(cè)量，佩戴脊柱側(cè)凸(AIS)矯形器的Cobb角度改善更好，說明該技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)石膏技術(shù)。胡文清[6]認(rèn)為隨著青少年年齡的增長(zhǎng)，如果不對(duì)脊柱側(cè)彎進(jìn)行矯正，會(huì)導(dǎo)致輪廓變形，不僅影響心肺功能，而且可能會(huì)發(fā)生脊髓壓迫及癱瘓。采用3D打印脊柱矯形器對(duì)68例特發(fā)性脊柱側(cè)彎患者進(jìn)行治療后，患者自覺癥狀和陽(yáng)性體征消失，直立位正位片顯示無(wú)側(cè)凸，X線正位片顯示Cobb角≤5°，康復(fù)效果非常好。脊柱矯形器在穿用的過程中，應(yīng)適時(shí)的脫下矯形器做一些體操活動(dòng)，提高脊柱的舒展度，減少因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間穿戴引起關(guān)節(jié)攣縮，阻礙脊柱活動(dòng)。

2 3D打印技術(shù)在定制化假肢中的應(yīng)用

假肢也是3D打印技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)方向。傳統(tǒng)的假肢在制作工藝上要求非常苛刻，需要根據(jù)患者解剖學(xué)特征進(jìn)行選型、修型和調(diào)整，往往價(jià)格昂貴、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且適配性也不好。通過3D打印，假肢可以以較低的成本制造，截肢者可以為他們的假肢選擇各種設(shè)計(jì)，而且適配性好，便于患者的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。目前，3D打印假肢技術(shù)，能按照佩戴者殘肢的三維形貌數(shù)據(jù)、肌骨生物力學(xué)特征等參數(shù)逐層打印具有人體生物力學(xué)性能的剛?cè)狁詈系募僦邮芮?，使得截肢患者感受不到假肢帶給自己的運(yùn)動(dòng)靈活性不足問題，提高了運(yùn)動(dòng)的舒適性。

針對(duì)兩組患兒均采取常規(guī)抗感染,平喘及其他對(duì)癥治療。觀察組患兒在此基礎(chǔ)上加用布地奈德混懸液聯(lián)合復(fù)方異丙托溴銨溶液霧化吸入治療,對(duì)于3歲以下的患兒每次予以布地奈德混懸液1ml及復(fù)方異丙托溴銨溶液1.25ml,使用空氣壓縮泵霧化吸入劑進(jìn)行霧化治療,每日2次,每次時(shí)間以藥液吸完為準(zhǔn),每療程2-3天。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前3D打印技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，主要用在康復(fù)矯形器、假肢等應(yīng)用上，與傳統(tǒng)的矯正器相比，其適配性更好，減少了與皮膚的直接接觸，不會(huì)造成感染、痤瘡等并發(fā)癥的出現(xiàn)。但是考慮到3D打印醫(yī)療器械屬于專屬定制性器械，在制作過程中的監(jiān)管仍存在一些問題，導(dǎo)致3D打印矯正器在應(yīng)用中出現(xiàn)了很多問題，影響了其使用范圍。下一步，3D打印技術(shù)應(yīng)用在康復(fù)醫(yī)學(xué)中時(shí)，一定要結(jié)合患者康復(fù)需求，制作適合不同矯正患者的矯正器，減輕重量和厚度，提高使用靈活性，最終滿足康復(fù)醫(yī)學(xué)的要求。