从复杂的面部重建手术到整形外科和创伤手术，增材制造的进步激发了越来越多的进步外科医生为复杂和简单的手术委托金属 3D 打印患者特定植入物 (PSI) 和切割指南。

不断涌现的案例研究提供了令人信服的证据，表明外科医生采用这项技术而不是标准植入物或传统制造的植入物，在患者安全和满意度以及医院效率和经济性方面始终如一地提供更好、更可预测的结果。为了提高质量和效率，英国 NHS 医院使用 3D 打印的解剖模型、导板和植入物来提高操作的可预测性、准确性、安全性和速度。

西班牙的一家医院已经证明，该技术也可以在与英国专家进行全球技术转让的经典案例中跨越国际边界使用。

案例展示

神经外科医生 Bartolomé Oliver，医学博士，博士，在西班牙巴塞罗那的 Teknon 医疗中心执业，并在包括加拿大、美国和瑞典在内的国际培训。

一名 68 岁的女性患者在她的颅骨左侧良性生长，这是由脑膜瘤引起的，脑膜瘤是一种起源于脑膜 - 围绕大脑和脊髓的膜的肿瘤。计算机断层扫描 (CT) 扫描显示，生长物正在向外扩展到颅骨中。患者需要进行颅骨切除术以去除生长物并进行颅骨成形术以重建她的头骨。

Oliver 医生计划进行联合颅骨切除术和颅骨成形术，使患者能够在一个程序中接受治疗。他知道手术不应该出现任何具有挑战性的问题，但他的首要任务是确保为患者和医院带来最佳结果。他选择与英国 3D 设计和打印专家合作，这些专家反复证明支持复杂面部重建手术的可预测结果。

设计

Oliver 博士向位于英国卡迪夫的世界领先设计咨询和应用研究中心 PDR 介绍了设计用于颅骨成形术的 PSI 颅骨板和用于颅骨切除术的定制手术切割指南。 3D 金属打印合作伙伴是 Renishaw plc，它是世界领先的工程和科学技术公司之一，在精密测量和医疗保健方面拥有专业知识。

医院的 CT 扫描结果从西班牙传输到英国，导入 PDR 办公室的 MIMICS® 软件程序，然后转换为 .stl 文件供 PDR 建模。PDR 通过使用 Geomagic® Freeform® Plus 软件镜像颅骨的健康侧面，创建了颅骨板的 3D 虚拟模型，以提供良好的美学设计。

PDR 还模拟了放置在颅骨上的切割导向器，以帮助标记颅骨切除术的周长或限制，并在手术过程中作为徒手工作的辅助工具。最初的设计被送回奥利弗博士进行第一次审查。然后，外科医生与 PDR 和雷尼绍的西班牙代表 Oliver 博士进行了 40 分钟的 Skype™ 会话，外科医生分享了他的设计修改。

制造业

雷尼绍收到了种植体和切割导向装置的批准设计文件，并在其位于英国斯通豪斯的中央制造部门进行了 3D 打印，并在收到文件后的两周内将组件发送到巴塞罗那。

这些零件是在雷尼绍 AM250 金属 3D 打印机上制造的，采用钛金属制成，并按照 Oliver 博士的规格进行了缎面处理。使用的材料是按照 ISO 10993 第 1 部分测试的 Ti MG1，然后用雷尼绍的 X-flex™ 技术处理。这确保了高延展性，这对于防止在需要调整植入物（例如由于意外的硬组织变化）时发生手术破裂的风险很重要。

确保出色的美学效果意味着成型的颅骨板需要准确匹配患者的颅骨轮廓。虽然虚拟建模实现了精确设计，但骨板需要足够薄以保持美观，但需要足够的弹性来满足所有其他必要的要求：额外的螺丝孔让 Oliver 博士可以灵活地固定植入物和穿孔，以允许流体转移和组织通过它生长。

种植体延伸超过切割边缘 8 毫米 - 为切割工具半径和标准螺钉直径提供 8 毫米的偏移量 - 并且专为直径为 1.55 毫米的螺钉而设计。增材制造工艺实现的这种设计自由意味着螺丝孔周围的材料更厚，但整体厚度为 0.5 毫米，以符合奥利弗博士的精确规格。

手术

Oliver 博士已指定在切割导向器中设计一个“泛手柄”，以帮助在开颅手术期间将其定位，帮助稳定性并提高设备的人体工程学性能。指南上添加了一个箭头以指示方向。决定使用切割指南来标记开颅手术的周边。取下导向器后，奥利弗博士在标记后进行了徒手切口。这种方法可以更轻松地处理弯曲成小半径的颞区周围复杂的头骨几何形状。

由于他的设计，有了额外的多余螺丝孔，Oliver 博士能够以最大的自由裁量权进行操作。如果他需要在短时间内适应，他已经指定了更多的固定选项。手术室是一个典型的多变的环境，防止可能发生的事故是值得的。植入物给了他额外的安全系数。

手术成功且无事故，安全准确地安装了颅骨。

“零件是按计划交付给我们的，这使我们能够为手术做好准备。手术过程中无需调整。使用 3D 打印的切割导向器和植入物为我们节省了大约 30% 的此类手术所需的时间。”

神经外科医生 Bartolomé Oliver，医学博士，博士（西班牙）

术后

患者在住院 4 天后出院，并在 15 天后按月进行随访检查。她没有并发症。术后 CT 扫描显示种植体性能良好。在描述对患者的主要好处时，Oliver 博士提到“这种植入物提供了极好的美学效果”，并补充说“患者对它非常满意”。

结论

一项相对常规的切除肿瘤手术已证明能够按照外科医生的设计进行 PSI 的三个主要好处：安全性、患者满意度和手术时间的节省。安全是重中之重，提供预定义的切割导向器和相应的植入物有助于消除可能来自该程序的徒手工作的所有风险。 

Oliver 博士自己的判断是：“它确保了绝对安全的手术，对患者没有风险。”

患者满意度也是一个优先事项，PSI 的精确性使外科医生能够提供所需的美学质量。与更复杂的面部重建程序一样，针对患者的设计的力量提供了一致性和可预测性的额外维度。手术时间节省 30% 是这种简化方法的第三个好处。

正如奥利弗博士所指出的那样，“零件是按照计划交付给我们的，这使我们能够为手术做好准备。手术过程中无需调整。使用 3D 打印的切割导向器和植入物为我们节省了大约 30% 的此类手术所需的时间。”对于他的全球同行，奥利弗博士认为他的方法提供了一个很好的模型。他评论说：“使用精确的产品和良好的规划是非常积极和值得推荐的。”

节省 30% 的时间对于医院管理和健康经济学家来说意义重大，因为他们的手术时间是按分钟计算的。因此，节省的每一分钟都可以为医疗保健提供者节省大量成本。此外，更短的手术时间有助于降低感染风险、加速患者康复并提高手术室吞吐量。