三维（3D）打印让患者的康复辅具走向个性化、舒适化、专业化

三维（3D）打印技术让患者康复辅具走向个性化、舒适化、专业化今天来看看3D打印在康复辅具中有何优点！有何不足？

三维（3D）打印技术，又称增材制造(additive manufacturing)技术，出现于20世纪80年代，现已被誉为是“第三次工业革命的重要标志”。

3D打印技术是一种首先通过CT、MRI、CAD或三维扫描等方式建立目标模型的三维数据，经过一系列逆向工程建模软件处理成三维数字模型文件，然后将其传输到合适的打印机中，最后选择合适的材料，将目标模型逐层打印出来的工艺。
Coherent Market Insights（2017）指出，2015年全球老年人、残疾人辅助器具市场规模为141.091亿美元，预计到2024年市场规模达到267.574亿美元。 据统计,我国有2.22亿老年人、8502万残疾人、每年上亿人次伤病人,是世界上康复辅助器具需求人数最多、市场潜力最大的国家。

3D打印技术的特点可以很好满足日益增长的个性化高端康复医疗需求。近年来国家陆续出台了一系列重大政策，如《关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》、《中国制造2025》等，都强调了3D打印技术在康复领域，尤其是在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面的重要作用。

3D打印技术在个性化矫形器中的应用

矫形器，主要为支具、夹板、矫形装置、支架等，是一种用来改变骨骼系统和神经肌肉的结构或机能特性的体外装置，主要通过固定、支持和矫正作用，以预防、矫正畸形或代偿丧失的功能。 矫形器作为一种与人体密切接触的康复辅助器具，个性化设计和制造尤为必要。但传统矫形器制造过程尚存在一些缺陷，如石膏或夹板固定无法做到个性化设计，低温热塑板材制造矫形器时需反复调整、弃用率高等；高温塑性矫形器制造流程繁琐，需经历取模、填充、调整等，周期漫长。 随着3D打印技术和数字医疗技术的融合发展，矫形器的个性化设计和制造成为了可能。


1、上肢矫形器
据3D科学谷报道，波兰某生物工程学的研究生曾使用ZMorph多头FDM3D打印机和ABS材料进行3D打印，设计了针对四肢麻痹症患者的个性化手指矫形器，以协助其更轻松抓取物品。

有学者提出了一种基于有限元分析的快速化、智能化的前臂骨 折矫形器建模设计技术；在此基础上，他们将3D打印骨折矫形器应用于10例桡骨远端骨折患者，并进行了为期6周的随 访，发现患者均未出现骨筋膜室综合征、压疮等并发症，并且3D打印骨折矫形器具有明显的个体匹配度高、透气性良好、轻量化、患者舒适度和满意度高等优点。

2、下肢矫形器
下肢矫形器多为支撑型矫形器，对产品的形态、功能、材料厚度配置等要求更高，结构也更为复杂，部分产品还要求融合多种功能。这些问题都给传统制造模式带来了很大的挑战。而近年来采用3D打印工艺，设计的自由度得到了极大的提升，可实现复杂造型及集成的功能；也可以通过变换不同的材料厚度，达到增强特定部位的灵活性或硬度。 下肢矫形器使用较多的是踝足矫形器（ankle-footorthosis,AFO），对于伴随踝背伸障碍的脑卒中患者，穿戴踝足矫形器可以很好地改善偏瘫步态，提高步行功能，改善平衡能力，降低跌倒风险。许多研究证实了3D打印技术用于制造AFO的可行性和优势。

许多研究证实了3D打印技术用于制造AFO的可行性和优势。
除了AFO，也有学者研发了3D打印足部矫形器（foot orthoses，FO）或矫形鞋垫。
2014年8月，美国3D打印制造商SOLS公司已经正式向市场 推出矫形鞋垫定制服务，这是全球第一次大规模使用3D打印技术定制矫形鞋垫。

3、脊柱矫形器
青少年特发性脊柱侧弯是最常见的结构性脊柱侧弯，占脊柱侧弯总数的80%左右。脊柱侧弯会带来种种不良后果，如身体变形、缺乏自信心、社交障碍，严重者甚至累及脊髓，造成瘫痪。对于患者来说，佩戴矫形器最主要的考虑因素是其有效性和舒适性。 近年来医疗中心、3D打印企业与康复辅助器具设计制造公司在3D打印脊柱矫形器领域进行了大量研究与实践，希望能实现个性化设计、美观、轻量、透气、符合生物力学矫正原理等设计目标。

3D打印技术在定制化假肢中的应用

传统假肢在制作工艺上对假肢师有严格的专业技能要求，而且需要根据每个患者的解剖学特征取型、修型、调整等等，费时费工，价格也相对昂贵，限制了其在广大普通患者中的使用。近年来国内外研究人员正在积极利用3D打印技术改进假肢的制造流程。 3D打印技术提高了假肢外壳设计的自由度，不仅具有个性化，还具有轻巧、耐用、美观等优点。

3D打印技术在残疾人生活辅助器具中的应用

通过3D打印技术，加强残疾人辅助器具适配，是最好的实现个性化适配的手段，也很好满足了个体化、精准化医疗康复的需求。 在21世纪之初，就有助听器制造商开始使用3D打印技术设计定制化、精确化的助听器外壳，如Sonava集团。据报道，西门子公司使用3D打印技术生产的助听器已成为产品的主流。 随着我国经济发展进入新常态，传统消费需求大大提升，为患者提供个性化的医疗服务已成为一种必然趋势。

【但目前3D打印技术在康复医疗的应用现状仍存在一些不足】 第一，真的3D技术应用，大部分研究还处于临床观察期，缺乏多中心、大样本的临床应用试验数据支持。
第二，加入3D打印技术新的市场标准尚未重新建立。
第三，对跨学科人才的需求量增大，而相应的医工复合型人才培养方式改革未能跟上节奏。
第四，3D打印制造过程也有许多需要改进之处，如打印产品的价格、打印材料、设备、设计软件等。
第五，我国3D打印康复产业的自主创新能力不足。

如何让3D打印技术更好地促进我国康复辅具事业的发展，是非常值得社会各界，尤其是康复从业者思考的问题。


参考文献：
黄楚红3D打印技术在康复医学中的应用与研究进展ChineseJournalofRehabilitationMedicine,Jan.2020,Vol.35,No.1廖政文 莫诒向 3D打印个性化康复矫形器的设计制作 《中国医学物理学杂志》2018年第4期470-477,共8页
文章：冯燕鹏   编辑：冯燕鹏
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