目的總結原位3-D打印技術的研究現狀，分析未來發展趨勢。 方法檢索目前國內外原位3-D打印技術的相關文獻，并進行綜合分析。 結果目前原位3-D打印技術尚處于研究初期，主要集中于真皮組織修復和骨軟骨組織修復，但實際應用于臨床尚存在大量問題。 結論隨著原位3-D打印技術的發展，有望為患者提供實時的原位數字化設計與打印修復治療，促進外科修復過程的及時性和微創性，具有廣泛的應用前景。
目的對近年來3-D打印技術在矯形外科的應用、限制及前景進行綜述。 方法廣泛查閱近年來關于3-D打印技術在醫學，尤其是在矯形外科應用的文獻，并進行總結分析。 結果3-D打印技術已應用于矯形外科的術前診斷、手術方案制定及個性化假體制造等方面。 結論3-D打印技術是一項有醫學應用前景的技術。
目的選擇大鼠成纖維細胞和原代肝細胞共培養于膠原水凝膠支架中，進行多細胞的大塊組織工程肝構建及體內植入研究，以期構建長期存活的功能性肝組織。 方法采用3-D打印技術制備硅膠模具，經成膠脫模制備膠原水凝膠支架。將大鼠肺成纖維細胞與原代肝細胞以0.4∶1比例種植于該支架中（B組），以種植同密度單純原代肝細胞為對照（A組）。體外培養1、3、7、14、21 d，觀察細胞形態并檢測肝功能（白蛋白和尿素分泌量）。取24只SD大鼠，采用皮下注射四氯化碳方法制備肝硬化模型，將A、B組組織工程肝分別植入大鼠腹腔大網膜內（n=12），植入后3、7、14、21、28 d行HE、細胞角蛋白18（cytokeratin 18，CK18）及ALB染色觀察。 結果體外實驗中，與A組相比，B組肝細胞呈多邊形，細胞核大且圓，肝功能表達旺盛，并且在7 d時聚團生長最多，7 d后白蛋白及尿素分泌量顯著增高（P＜0.05）。體內實驗中，B組肝細胞能存活至28 d，白蛋白和尿素分泌也顯著增多，細胞團聚成條索形，形成了類正常肝臟組織。 結論多細胞大塊組織工程肝體內植入時形成了類正常肝臟組織，并長期存活，為構建結構和功能更完整的組織工程肝奠定了基礎。
目的基于3-D打印技術探索骨軟骨組織工程修復過程中，新生軟骨下骨微結構參數變化規律及其與軟骨修復間關系，為功能化組織工程軟骨構建奠定基礎。 方法應用3-D打印技術制備雙相聚乙二醇/β-磷酸三鈣骨軟骨復合支架。取40只6月齡雄性新西蘭白兔（體重2.5～3.5 kg），于右膝滑車部位建立直徑4.8 mm、深7.5 mm骨軟骨缺損模型，左側不制備缺損為假手術組；將支架分別植入35只兔骨軟骨缺損作為實驗組，余5只不植入支架作為空白對照組。實驗組和假手術組分別于術后1、2、4、8、16、24、52周，空白對照組于術后24周取材（n=5），行大體及組織學觀察，并根據Wayne評分體系進行評分；行Micro-CT掃描及三維重建檢測新生軟骨下骨微結構參數：骨體積分數（bone volume fraction，BV/TV）、骨表面積分數（bone surface area fraction，BSA/BV）、骨小梁厚度（trabecular thickness，Tb.Th）、骨小梁數量（trabecular number，Tb.N）及骨小梁分離度（trabecular spacing，Tb.Sp）。采用Pearson相關分析軟骨下骨微結構參數與軟骨修復大體及組織學評分間的相關性。 結果實驗組術后軟骨明顯修復，52周時以透明軟骨為主，出現潮線結構；Wayne評分顯示，實驗組24、52周評分均顯著高于16周（P＜0.05），24周及52周間差異無統計學意義（P＞0.05）；但各時間點實驗組評分均低于假手術組（P＜0.05）。實驗組修復的軟骨下骨逐漸從缺損周圍向中央遷移，24、52周時形成軟骨下骨板結構。修復術后BV/TV、BSA/BV、Tb.N均呈“雙峰”樣變化過程，分別在2、16周達峰值；Tb.Sp變化規律與BV/TV、BSA/BV、Tb.N相反；Tb.Th整個過程中變化不明顯。相關分析顯示：BV/TV、BSA/BV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp與軟骨修復大體及組織學評分之間均存在相關關系。 結論在兔絕對尺寸骨軟骨缺損修復中，軟骨下骨微結構參數與軟骨修復存在相關關系；完整的軟骨下骨修復需經歷“增殖-重建-再增殖-再重建”的“雙峰”樣過程，2、16周是骨增殖的2 個關鍵時期。
目的為解決韌帶重建手術中韌帶移植物與宿主骨組織的固定問題，提出采用韌帶-骨復合支架進行韌帶修復重建的思路，探討基于3-D打印技術的韌帶-骨復合支架制造方法，通過動物實驗評價其體內力學與生物學性能。 方法采用三維設計軟件設計骨支架模型，通過布爾運算生成骨支架負型，用3-D打印技術制作骨支架負型樹脂模具，將陶瓷漿料灌注入骨支架負型樹脂模具中，凝固并高溫燒結獲得骨支架。將蠶絲纖維脫膠編織形成韌帶支架，與骨支架用固定釘裝配形成韌帶-骨復合支架。將制備的韌帶-骨復合支架植入10只4月齡健康家豬左膝關節前交叉韌帶斷裂位置，3個月后對再生韌帶及韌帶-骨界面進行生物力學檢測和組織學觀察，以僅保留前交叉韌帶的右膝關節作為對照。 結果生物力學檢測顯示，對照組前交叉韌帶承受的最大拉伸力和蠕變量分別為（1 384±181）N和（0.74±0.21）mm，實驗組植入后3個月韌帶-骨復合支架分別為（370±103）N和（1.48±0.49）mm，比較差異均有統計學意義（t=11.617，P=0.000；t=—2.991，P=0.020）。HE染色示，實驗組骨支架內部有新生骨形成，在韌帶支架與宿主骨組織間形成了與自然韌帶-骨界面相似的分層結構。 結論基于3-D打印技術成功制備韌帶-骨復合支架，并在豬體內初步實現了韌帶-骨界面的再生。
目的研究基于3-D打印技術制備雙管道聚乳酸（polylactic acid，PLA）/β-磷酸三鈣（β-tricalcium phosphate，β-TCP）生物陶瓷復合材料支架（簡稱雙管道復合支架）的方法，通過在陶瓷結構中灌注PLA提高支架強度，解決多孔生物陶瓷支架力學強度差的問題。 方法首先設計具有互不連通初、次級雙管道結構的支架，其中初級管道用于細胞附著、組織長入及營養物質代謝，次級管道灌注PLA來提高支架力學性能；然后采用3-D打印和凝膠注模法制造雙管道復合支架。并制備標準樣本，進行支架界面形貌、孔隙率、力學性能等檢測，并與單管道多孔β-TCP生物陶瓷支架（簡稱單管道支架）進行比較。 結果形貌觀察發現，雙管道復合支架次級管道內充滿PLA，且PLA滲入至β-TCP生物陶瓷的微觀孔隙內，形成了明顯且致密的界面層。有限元分析結果顯示雙管道復合支架的壓縮強度小于單管道支架，但力學壓縮實驗示其最大壓縮強度（21.25±1.15）MPa顯著高于單管道支架（9.76±0.64）MPa。 結論基于3-D打印技術制造的雙管道復合支架具有可控的多孔結構，力學性能明顯增強，為實現骨支架多孔結構與支架承載強度的統一提供了新思路。
目的使用多種3-D打印技術制作手術導板，探討其在骨腫瘤切除重建手術中的應用效果，并對比不同3-D打印技術制備的手術導板優缺點。 方法回顧分析2012年9月－2014年1月符合選擇標準的31例骨腫瘤患者臨床資料，其中男19例，女12例；年齡6～67歲，中位年齡23歲。病程15 d～12個月，中位病程2個月。其中惡性腫瘤13例，良性腫瘤18例；腫瘤位于股骨9例、脊柱7例、脛骨6例、骨盆5例、肱骨3例、腓骨1例。根據術前薄層（0.625 mm）CT掃描等影像學檢查所得數據行術前腫瘤切除設計，根據切除計劃設計手術導板。術前加工導板使用的3-D打印技術和材料分別為：熔融沉積成型9例（ABS樹脂）、光固化立體成型14例（光敏樹脂）、3-D印刷工藝5例（石膏）、選擇性激光燒結3例（鋁合金）；導板滅菌后按術前計劃應用于術中。通過對比導板制作加工時間分析4種3-D打印技術效率，記錄術前設計時間、手術時間、術中透視次數，與同期同類常規手術28例（對照組）進行比較。 結果4種導板制作加工時間分別為：熔融沉積成型（19.3±6.5）h、光固化立體成型（5.2±1.3）h、3-D印刷工藝（8.6±1.9）h、選擇性激光燒結（51.7±12.9）h，選擇性激光燒結導板制作加工時間明顯長于另外3種。31例均成功進行術前設計、導板制作并應用于手術；除3 例術中導板斷裂變形（ABS樹脂1例、石膏2例），改為常規手術治療外；余28例定位針均成功導入，根據定位針指引準確按術前手術設計截骨。與對照組比較，28例患者術前設計時間延長、手術時間縮短、術中透視次數減少，差異均有統計學意義（P＜0.05）。28例均獲隨訪，隨訪時間1～12個月，平均3.7個月。術后X線片及CT檢查示腫瘤均完整切除，大段同種異體骨重建穩定。 結論3-D打印手術導板很好地適應了骨腫瘤手術個體化要求，可在術中實現術前設計，不同3-D打印技術制備的手術導板各有優勢，需根據具體手術方式選擇。
目的探討應用3-D打印技術結合三維CT及計算機輔助設計技術制作個性化人工骨，修復下頜角截骨整形術后骨缺損，矯正下頜骨不對稱畸形的效果。 方法2011年4月－2013年6月，收治23例曾行下頜角截骨整形術的女性患者。年齡22～34歲，平均27歲；術后發生雙側下頜骨形態不對稱，下頜角截骨整形術至此次修復術時間為6～16個月，平均12個月。首先采集患者三維CT掃描數據，結合計算機輔助技術基于鏡像原理設計個性化下頜角模型，應用3-D打印技術打印缺損模型并制作相應人工骨植入缺損區。 結果手術時間40～60 min，平均50 min。術后口內切口均Ⅰ期愈合，無感染、血腫、張口困難等并發癥發生。23例均獲隨訪，隨訪時間3～10個月，平均6.7個月。術后患者面部對稱性顯著改善，雙側下頜骨形態對稱；術后3個月CT三維重建檢查示人工骨契合度滿意。 結論三維CT掃描、計算機輔助設計和3-D打印技術可以制作個性化人工下頜骨，為下頜角截骨整形術后不對稱畸形治療提供了一種精確和簡便的方法。