3D打印技术运用于医学教学与手术以口腔颌面治疗为例3d牙齿矫正模拟

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«——【·前言·】——»

随同科技的渐进,人类社会渐入数字时期。数字化技术在各个领域的普及和应用日渐广泛。

3D打印技术便诞生于这一时代背景下,该技术在现代医学研究领域和治疗中被广泛应用。其中,口腔颌面外科是应用的重要领域之一。

这技术大大改变了传统的口腔颌面外科治疗管理方式和观念。本文主要就3D打印技术在口腔颌面教学和治疗中的应用做一简单的扫盲。

«——【·3D

打印与口腔颌面外科

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3D打印技术简单来说,就是像打印文件一样,将设计好的图形转化成真实的物品,而且并不需要传统的生产线。

该技术可以制造出各种形状、大小和材质的产品,包括汽车零部件、各种器械、建筑模型等等。

这项技术的优势在于可以大幅降低制造成本、缩短生产周期、提高生产效率

,同时也能够实现个性化定制和小批量生产。

口腔颌面外科是一门医学专业领域,专注于治疗口腔、颌骨及面部的疾病、畸形和损伤。

该领域涵盖颌面骨折手术、拔牙等治疗方法。

颌面外科医生通过手术和其他治疗手段,可以帮助患者解决口腔、面部与颌骨方面的问题,提高患者的口腔健康和生活质量。

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口腔颌面外科教学

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目前在口腔颌面学科的理论和实践教学中,主要采用传统的教科书、局部解剖图谱、手术操作图谱等教学方式,辅以视频等多媒体教学、标本解剖和标本操作技术等方式。

但是,这些方式存在一些缺陷,比如

无法精确地模拟正常和病变后的人体解剖结构,而且标本来源比较有限、成本高昂等问题。

由于缺乏大量的实操经验,学生们对于口腔颌面部的解剖结构、病变后软硬组织的结构、相对位置关系和手术操作过程理解困难。

而3D打印技术打印出来的模型具有高精度、直观性强、可以放大等特点,可以弥补传统教学方式的不足,为学生们提供更加清晰、深刻的教学体验

,也可以更好地促进医学教育的发展和进步。

1.解剖教学

使用3D打印技术可以帮助学生更加深入地了解真实的人类头骨相关解剖结构,包括其中的微小结构和三维结构。

通过制作等比例放大的颞骨和颅骨模型,学生可以从不同的角度观察结构,更好地理解空间解剖关系。

同时,使用口腔颌面部外伤患者的三维打印颌骨模型,可以对学生进行口腔颌面部骨折的解剖教学及测验,让学生更准确、完整地认识到病人的解剖情况。

由3D打印的模型可以帮助学生深入理解复杂的解剖结构,提高解剖学教学效果。

并且这种方式的教学可以脱离枯燥无味传统教学,更好的激发医学生们的学习兴趣。

2.手术教学

咱们嘴巴面部的结构非常复杂,里面有很多重要的血管、神经和导管,它们的分布情况也很多种多样,而手术医生的视野相对狭窄和局限,操作难度很大。

传统的培训方法需要年轻的医生观摩很多场的手术,然后在经验丰富的医生的指导下,才能选择适合的病例进行手术操作。但这种机会相对比较少,也使得培养合格医师的周期拉长。

借助3D打印技术,医生可以制作人类口腔面部的模型,并在模型上模拟手术操作。

有了模型,医护人员可以进行更为真实的手术模拟操作,观察手术过程中的细节,并发现可能出现的问题,进而改进自身的技术。

在这种模拟中,医生可以精确模拟手术中涉及到的重要血管、神经和导管等结构,特别是三叉神经及其分支,以及制作手术导板等辅助工具。

经过多次模拟操作之后,医生可以更好地掌握手术的操作技巧。

通过这种方式进行教学,年轻的医生可以更多地参与手术操作,树立自信心,缩短培养时间,

同时也可以提高他们对口腔颌面外科手术操作技术的理解和掌握程度。

一些研究结果表明,在模拟手术操作的过程中,可以有效避开上颌窦、牙根和重要的血管神经等结构,从而降低手术风险,减少手术失误,提高患者手术治疗的成功率和治疗效果。

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口腔颌面外科手术

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除了在教学当中使用3D打印技术以外,在真实的手术上3D打印技术也能够很好的辅助动刀的医师。

在口腔颌面外科手术中,精度和安全性非常重要。我们一般手术方法是需要医师依靠丰富的经验和良好的本领来进行处理,但是有时候医师的手术方案可能会存在一些缺陷或风险,导致手术失败或效果不佳。

而使用3D打印技术,医生可以先制作出患者的模型,再进行术前模拟和设计,从而更加准确地规划手术方案。

1.颌面部骨折手术

颌面部骨折指的是面部一块或多块骨头断裂

,一般是因为交通事故、高空坠落、工伤、打架斗殴等多种原因引起的。

它会导致患者面部形态异常、咬合关系紊乱、张闭口都不那么灵活,影响患者的咀嚼吞咽、呼吸等身体机能,严重影响了患者的身心健康和生活质量。

然而,我们脸上的骨骼数量众多,形态各异,骨折情况也复杂多变,传统检查技术很难准确地反映骨折断端的移位情况和骨折断端的空间位置关系。

传统骨折手术需要依靠医生的经验和手工操作,缺乏能够量化的指标,这也导致部分骨折手术效果并不是很理想。

这时候通过使用3D打印技术制作骨折模型,

医生可以在模型上模拟手术中骨折复位的过程,选择合适的内固定材料并进行预塑形,然后根据模型指导实际手术操作。

这种方法可以大大的降低这种骨折手术的难度,提高精确度,明显地缩短手术时间。

在下颌骨骨折切开复位内固定术和颧骨颧弓复合骨折手术中应用3D打印技术,与采用传统手术方式的对照组相比,骨折恢复效果更佳,手术时长更短,患者更满意。

在全面部多发骨折的患者的手术中,应用3D打印技术可以制作复位导板,有效解决了骨折断端复位缺少明确参考标准的问题。

2.颌骨缺损修复

常见导致颌骨缺损的原因包括颌面部严重外伤、先天性颌骨发育异常、颌面部肿瘤切除手术等,这些情况通常会导致周围重要器官和组织结构严重破坏和功能缺失,从而对患者面部运动和感觉功能带来严重的影响。

目前修复颌骨缺损的方法都存在缺点,例如手术耗费时间很长、难以精确修复缺损部位的形态以及患者术后恢复较慢等。

而通过应用3D打印技术,医生可以更加直观、清晰地了解患者的组织缺损情况,并快速、简单地为患者设计出最适合的个性化修复和治疗方案。

这样可以大大减少手术时长,提高手术成功率,并且术后患者的功能恢复得又好又快。

3.正颌手术

传统的正颌手术需要使用石膏模型来指导手术,并使用手工制作的咬合导板将手术计划中的咬合关系转移到手术中,这个过程复杂且容易出错。此外目前现有的方法无法精确控制上下颌骨在三维方向上的移动。

相比之下,使用3D打印技术制作导板,能够做到精准、个性化的治疗,具有很多优势。

通过在模型上预先尝试手术,可以避免可能的手术误差,并且有效地提高正颌手术的精度,特别是在控制上下颌骨的三维方向移动方面。这种方法相比传统手术导板,精度高又耗时短,是一种更为先进的正颌手术方式。

«——【·3D打印在其他手术应用·】——»

1.拔除埋伏牙

埋伏牙是指没有完全长出来的牙齿,可能会影响周围牙齿的位置和发育,还可能导致颌骨囊肿、颌骨肿瘤等问题。

大家可能联想到了智齿,他们之间的关系是,智齿有可能是埋伏牙,但不是所有埋伏牙都是智齿。

一些埋伏牙的位置较深,传统的检查方法难以准确判断与周围结构的关系,手术难度大,创伤大,恢复时间长。但是利用3D打印技术,可以在手术前制作出精准的模型,明确患牙的位置及周围结构的关系,从而提高手术的安全性、微创性。

2.人工关节置换术

颞下颌关节是头部唯一可以运动的关节,可以支持吞咽、咀嚼、说话等功能。对于颞下颌关节出现的各种问题,例如复杂骨折、肿瘤等,人工关节置换术是必不可少的治疗方法。

目前,常见的人造颞下颌关节多由切削加工生产,这个技术非常成熟了而且效果也是很不错的,但造价相对较高,难以推广。

若是利用3D打印技术可以制作出个性化的颞下颌关节,能够大大降低成本且治疗效果也非常理想。

采用3D打印技术制造的个性化颞下颌关节,其相关技术指标也是符合医学上的标准的。

«——【·3D打印在颌面外科的挑战·】——»

虽然3D打印技术在口腔颌面外科中已经取得了很多成功的应用案例,但是这种技术在实践中仍然面临着一些挑战。

首先呢,3D打印设备需要较高的投入和专业人员的维护,这可能增加了机器运行成本和使用难度。

且由于口腔颌面外科涉及到不同类型的病例和需要个性化的治疗方案

,如何确定最佳的治疗方案,以及如何准确地使用3D打印技术进行模拟和制作需要进一步研究和探讨。

且打印技术制造的植入物材料的生物相容性和耐久性还需要进一步验证和改进,以确保其能够长期保持稳定性和有效性。

«——【·作者观点·】——»

3D打印技术在口腔颌面外科的应用已经成为一种崭新的选择,尽管目前该技术的研究和应用仍处于初级阶段,但它已经展示出了一些独特的功能和优势。

随着现代医学科技的进步和发展,3D打印技术将有更加广泛的应用前景。

随着3D打印技术与金属复合材料技术的革新和成本的下降,“个性化定制”理念将深入人心,从而促进3D打印技术的进一步发展和应用。

虽然该技术仍面临一些挑战,但相信随着技术的不断发展,3D打印技术将会逐渐得到广泛应用,并将推动口腔颌面外科的发展。

«——【·参考文献·】——»

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2.侯蓉蓉, 孙伟, 肖元伟. 3D打印技术在口腔颌面外科领域的应用进展[J]. 口腔颌面修复学杂志, 2021, 22(1):1-8.

3.陈钰, 王建明. 3D打印技术在口腔颌面外科的应用[J]. 中国口腔颌面外科杂志, 2016, 14(3):253-256.

4.段丹, 王耀, 高梓毓. 3D打印技术在口腔颌面部外科中的应用[J]. 中国医药科学, 2017, 7(1):101-103.

5.张凌, 王振武, 王中涛. 3D打印技术在口腔颌面外科领域中的应用进展[J]. 医学信息, 2018, 31(20):156-157.

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