Page 157 - 《精细化工》2020年第8期

第 8 期 吴华初，等: 3D 打印技术用于不规则骨缺损的重建与修复 ·1655·

2 结果与讨论 直径 3.5 mm，深度 0.5 mm 左右的缺损。如图 4c 和
图 4d 所示，将打印好的灭菌后的支架植入图中下侧
2.1 病人 A 脊椎缺损打印效果 缺损处并缝合黏膜、组织和皮肤，以备术后观察。
图 1 是病人 A 的 CT 扫描图。从图 1a 可以看到
1 个多孔钢板，图中两侧的亮点即为图 1b 中两侧的
钢钉，钢板与钢钉为了固定缺损脊椎两端，防止进
一步损伤。缺损部位在图 1c 中用红色圆圈标出，红
色圆圈内有一段被钢板连接的空白部分，空白处就
是病人的脊椎缺损部位。

图 1 病人 A 的 CT 图像
Fig. 1 CT images of patient A

图 2 是将缺损部位进行三维重建得到的图片。
图 2a~c 是缺损模型不同角度的图片，从图中可以看
出，病人脊椎缺损各个角度都是特殊的不规则形状，
属于完全不规则形状骨缺损，符合临床上可能会遇
到的普遍情况。

图 3 病人 A 的 3D 打印支架
Fig. 3 3D printed scaffold of patient A

图 2 病人 A 的骨缺损部位模型重建
Fig. 2 Model reconstruction of the bone defect site of
patient A

图 3 是 3D 打印的 PCL 支架。图 3a~c 是打印支
架不同角度拍摄的图片，可以看出与重建模型外形
相似。图 3d 是支架内部的网线结构，从图 3d 可以
图 4 3D 打印支架植入骨缺损
看出每层之间的线条是平行关系，相邻两层之间的
Fig. 4 3D printed scaffold implanted into bone defect
线条呈 90°垂直关系。本文打印出的模型线间隔为
220.76 μm，与所设置的线条间隔相符，PCL 线条宽 图 5 是术后 3 个月兔缺损脊椎取材结果。如图
度为 186.72 μm，略小于所设置宽度。这可能是因为 5a 和图 5b 所示，将新西兰大白兔处死后用手术刀
PCL 材料从高温的针筒中出来到低温的室温固化时 切开皮肤和组织，找到缺损处，用手术剪和手术刀
体积略有减小所致。综上所述，从 PCL 支架和重建 清除脊椎周围的组织和肉，两端多清除一段脊椎防
模型的外观对比来看，3D 打印技术在应对不规则形 止取出脊椎时伤到样本。图 5c 是取出后的脊椎骨
状打印时有很好的效果。 头，图中白色圈出的两处是手术样本。
2.2 兔脊椎缺损取材及 H&E 染色结果 样本经过脱钙、透明、包埋、切片和染色处理
图 4 是 3D 打印支架植入新西兰大白兔体内的 后，结果如图 5d 所示。可见，3 个月后缺损处修复
实验过程。如图 4a 和图 4b 所示，将新西兰大白兔 较好，有明显骨组织生成，说明 3D 打印支架对骨
麻醉，并在脊椎处划开皮肤和组织肌肉，制造 1 个 缺损治疗有一定的效果。