３Ｄ打印机能够识别的ＳＴＬ文件格式”１。 获得了模型数据文件后，３Ｄ打印机能将计算机获得的
作耳赝复体的过程¨７。”１。Ｊｉａｏ等。”ｏ利用螺旋ｃＴ采集了ｌ 例车祸患者健侧耳廓数据，并通过数据处理制作出患侧耳 ＣＡＤ模型，然后对其进行相应的修饰以达到两侧耳廓外形 匹配。他们利用了ＬＯＭ技术打印出纸耳模型，并且以此为
脑辅助加Ｔ。目前医学领域应用较多的快速成型技术，包括
下，根据物体的三维计算机辅助设计（ｃｏｍｐｕｔｅｒ—ａｉｄｅｄ
ｄｅｓｉｇｎ，
ＣＡＤ）模型、计算机断层扫描或磁共振成像等数据，通过将数
据转换后传递到３Ｄ打印机，从而快速制造复杂形状３Ｄ物
光固化立体印刷（ＳＬＡ）、熔融沉积成型（ＦＤＭ）、选择性激光 烧结（ＳＬＳ）以及分层实体制造（ＬＯＭ）等。光固化立体印刷 具有精密度高、性能稳定、产品力学强度较高等优点，缺点在 于成型产品需要清洗除去杂质；熔融沉积成型优点在于成品 表面质量好、成型机结构简单、无环境污染，但速度慢，操作
万方数据
・７６・
主望墅垄丛型盘查！！！！生！旦箜！！鲞箜！塑竖！ｉ！！呈！！壁坠堡：』！！：！！！！！！！！：！！：塑！：！ 其有潜力达到甚至超过人类自身能力。这些生物学耳在形 态学和生物功能上更加接近正常人体耳软骨，组织工程学的 发展与快速成型技术的结合给未来耳再造提供了新的方法。 三、快速成型技术在鼻再造中的应用 在鼻赝复体的制作过程中，ＣＡＤ模型的优势在于使用 电脑就可以直接修改模型数据，调整鼻赝复体的形状，使其 更加适合患者的面部轮廓。快速成型技术使赝复体的制作 更加个性化和自动化’３“。 因为不能像耳赝复体制作找到相对应的镜像模型， Ｒｅｉｔｅｍｅｉｅｒ等＂叫利用３Ｄ扫描采集了２０２例志愿者鼻３Ｄ图 像，并根据大小和形状将其分类建立数据库，需要时从数据 库中挑选型号和大小合适的鼻子模型，再经简单修改就能生 产使用。国内也有利用志愿者鼻３Ｄ模型制作义鼻的报道， 包括使用ＦＤＭ技术¨７１和ＳＬＳ技术∞“。在鼻支架的选择方 面，Ｃｉｏｃｃａ等¨引曾采用眼镜做为鼻赝复体支架，外观逼真。 传统的鼻赝复体制作往往依靠观察患者面部特征，通过 手工雕刻蜡型来完成外形仿真设计，但不可避免地带来赝复 体形态单一、缺乏个性等问题，而使用ＣＡＤ／ＣＡＭ技术可以 有效解决上述问题，而且也缩短了赝复体修改再制作的时 间，提高了制作效率。 四、快速成型技术在其他医学领域的应用 快速成型技术很早就应用于颅颌面外科，医生利用ＣＴ 或ＭＲＩ来获取头面部３Ｄ数据，并将数据经过转换后经快速 成型机制作相应的生物模型。这些模型可以用于与患者交 流、诊断和手术前ｉＪｉｌ练，从而提高手术的精确度与效率‘４…。 快速成型技术制作的生物模型对一些复杂的脊柱畸形手 术‘４¨和心血管外科手术一２Ｊ也有着不可替代的模拟指导作
（二）人工耳支架
３Ｄ打印快速成型技术的成熟不仅给耳赝复体制作带来 了方便，同时也给组织工程领域带来新的机遇与挑战¨“。 ３Ｄ打印技术能够制作复杂、个性化的组织工程支架，因其多 孔的特点，可作为种植细胞的支架∽“。为了有更好的临床 应用，这些作为支架的高分子材料需要具有良好的生物适应 性，目前应用的包括聚甲基丙烯酸甲酯 （ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ＰＭＭＡ），聚己内酯（ｐｏｌｙｃａ— ｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ，ＰＣＬ）和羟基磷灰石（ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ，ＨＡ）嵋划等。 临床上常用的Ｍｅｄｐｏｒ耳廓支架成型清晰逼真，但无法 达到个性化设计，快速成型技术能很好地解决这一问题。有 学者尝试应用螺旋ＣＴ收集处理数据和快速成型技术，制备 具有患者外耳形态的个性化人工耳廓支架，并将其置人大鼠 皮下忙“，结果显示聚氨酯人工耳廓支架具备原型外耳的轮 廓和特征，具有优异的抗疲劳性和良好的弹性。Ｃｈｅｒｔｙ 等心引在人工耳廓的体外实验中发现，在聚氨酯表面用ＨＡ 覆盖，其表面新陈代谢活跃的细胞数量会更多，细胞总数也 会增多。在支架的制作方面，随着各方面技术的发展不断有 新的尝试，最近在纳米医学上发表的一篇文章采用了一种名 为ＰＯＳＳ．ＰＣＵ的纳米复合物人工耳支架，这种支架与人耳软
２０１３年，Ｍａｎｎｏｏｒ等¨４’利用类似的方法，培养出一种仿
生耳，并置入了环形天线以加强耳朵对无线频率的接受，使
万方数据
±堡墼垄丛型盘查！！！！生！旦箜！！鲞笠！塑鱼！堕！翌竺！坠堡！！竺：垫！！！！！！：！！！塑！：！ 然３Ｄ打印技术有着很大潜力，但目前尚有一些关键问题限 制了其临床应用，如临床影像数据在转化为立体打印数据时
过相应的数据处理手段就能将二维数据重建成ｉ维数据。 把这些三维数据进行数据转化，再传输到３Ｄ打印机就能生 成相应的模型。一般来说，制作医学３Ｄ模型需要３个基本 步骤：数据收集、数据处理、３Ｄ打印９； ３Ｄ模型最终的质量很大程度取决于最初数据的收集，
（一）耳赝复体
临床上由于创伤、肿瘤或者是先天小儿畸形所造成的耳
模具，加入含各种种子细胞的蛋白凝胶成型，以获得组织模 型一“。Ｌｉｕ等‘３ ２‘通过电脑辅助设计制造技术，制作出了一 种聚乳酸和聚乙醇酸支架模型，并加入了猪软骨细胞培养 １２周，获得了人耳形状具有良好弹性的软骨支架。近年，
人体皮肤【４钊等。虽然这些生物打印的器官还不能完全取代 人体器官，但它们给我们研究器官疾病病理生理提供了良好 的微环境和结构。
所以数据收集十分重要。临床上螺旋ＣＴ和ＭＲＩ都能很好 地收集数据，尤其是螺旋ＣＴ，由于其后期数据处理相对更加
简单，所以临床上它更广泛地用于快速成型技术。除此之
外，临床医生还曾用过光学激光扫描来获取健侧耳廓模型， 并以此为基础制作耳缺损侧赝复体。““ｊ。也有报道称使用 这种方法，由于光线反射可能会带来数据的缺失，而使用电 脑控制的数码照相扫描系统也许能更好地收集数据”。收 集数据后，需要将相应的数据传输到数据处理工作站，再应 用相应的软件经行ｉ维重构，而获得需要制作物体的ｉ维数 字模型。通过电脑辅助设计软件最终能将这些数据转化为
骼成像制作骨ＣＡＤ模型不同，耳成像可以使用光学激光扫 描仪或者ｉ维照相技术，以达到对软组织形状信息的采 集¨“。从而最大限度模拟健侧耳廓形状来制作赝复体。 １９９９年，Ｃｏｗａｒｄ等。”１利用ＭＲＩ三维成像，通过获取健 侧耳廓模型数据，镜像制作出了患侧耳廓模型，最后通过立
体打印技术制作出了树脂耳模型，并以此为模具制作出了蜡 耳模型。在此之后Байду номын сангаас很多学者不断改进通过快速成型技术制
温度较高；选择性激光烧结原料多样且不需要支撑材料；分
体的新型数字化成型技术…。３Ｄ打印技术是快速成型技术 的一种。快速成型技术最初用于工业产品原型、模具制造、 艺术创作、珠宝制作等领域，随着技术的成熟，成本降低以及 效率和精密度的提高，在２０世纪末此技术逐渐用于生物工 程和医学领域。２。…。临床上，使用平板显示器来分析影像ｉ
ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１００９４５９８．２０１６．０１．０２１
这样不仅可能会降低耳赝复体使用率，也可能会引起皮肤过 敏、受汗液或面部运动等影响。２００７年Ｃｉｏｃｃａ等’“１直接扫 描健侧耳廓而不制作健侧耳印模，且在义耳模型内部增加了
固定物的位置，使其贴合更加紧密。
作者单位：７１００３２西安，第四军医大学西京医院整形外科 通信作者：郭树忠，Ｅｍａｉｌ：ｓｈｕｚｈｏｎｇ＠ｆｍｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
少、成型机价格昂贵等，临床上３Ｄ打印技术的普及和应用， 还有待对以上问题进行解决。
参 ［１］ 考 文 献
骨弹性极为相似，而且能支持成纤维细胞的增殖，是一种非
快速成型技术不仅可以模拟手术过程而且还可以辅助 肋软骨的雕刻，先天畸形、刨伤、感染或者肿瘤可造成复杂的 颜面骨骼缺损，由于缺损平面是复杂的三维平面，修复非常 困难，Ｌｅｅ等Ｈ列利用三维成像技术，镜面模拟缺损面对侧三 维模型数据，通过快速成型技术制作缺损面修复模型，并且 以此模型辅助肋软骨雕刻，以达到良好的修复效果。Ｚｏｐｆ 等¨４１报道了１例２个月的婴儿，因患有气管、支气管软化症 导致气管坍塌，随时面临窒息的危险，只能依靠插入气管维 持通气。支气管支架既要能够支撑起气管保持相应的弹性， 又要可随着年龄的增长而扩大，使用可吸收的聚已酸内酯和 ３Ｄ打印机制作了符合要求的支架，效果良好。
维数据在一定程度上限制了医生更好地利用三维图像。新 兴的快速成型技术正好弥补了这种不足。起初，快速成型技
层实体制造成本低廉、效率高。面对医学领域的不同需求，
医生可根据不同的目的选择不同的成型机和原材料。 二、快速成型技术在耳再造中的应用
术仅用于制作简单的人体解剖模具“，后来被用于疾病的 诊断及手术模拟１５‘７ｌ、赝复体制作以及置人物的制造等，涉及 整形外科、颌面外科、神经外科和心血管外科等多个学科‘“。 一、医学３Ｄ模型的制作过程 临床上，影像数据采集的结果往往都是二维的，但是通
五、小结
Ｒｅｉｆｆｅｌ等∞３ｊ打印出人耳廓支架模具，并注入含有牛耳活细 胞的Ｉ型蛋白凝胶，将此模型置入裸鼠皮下，软骨逐渐增多 并取代凝胶，形成耳软骨模型，这种软骨在形态学上非常接
近人耳软骨。
３Ｄ打印技术在医学上最初仅局限于赝复体制作、颌面 外科的修复以及膝关节重建等。后来逐渐应用于医学研究、 复杂手术前的模拟和练习，甚至现在的器官打印［４７－４ｓ１。虽
缺损往往是单侧的。传统耳赝复体制作需要复杂的工 序”Ｊ，包括模仿健侧耳使用黏土或者蜡雕刻，并且制作模具
需要花大量的人力和时间。随着ｉ维成像和快速成型技术，
的发展，我们可以利用现代的成像技术，镜像模拟健侧耳制
造出缺损耳相应的ＣＡＤ模型，然后通过快速成型技术可直 接制作相应耳廓阴模或者耳廓模型’”ｏ。与多排螺旋ｃＴ骨
史堡墼堑处型蓥查！！！！生！旦箜！！鲞箜！塑
垦！！！！！！塑！！！垡！！竺：！！！！！！尘：！！！型！：１
・７５
・综述・
３Ｄ打印快速成型技术的临床应用进展
丁健科光君 郭树忠
３Ｄ打印技术又称增材制造技术，是２０世纪８０年代后
期开始逐渐兴起的一项新兴制造技术，它是指在计算机控制
换，成为数控加工命令，最后控制激光把一层层纸选择性切 割（或把液态树脂一层层同化，或把粉末一层层喷射等），形 成各截面轮廓，最终叠加成三维产品，这个过程又称之为电