作者：张浩，姜德华，王博，孙飞，马庆防，丁茂华，汤畅通，陈杰，江苏省徐州市中心医院神经外二科

3D打印技术，又称“增材制造”技术，是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置，在打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终变成实物。

在神经外科方面上，利用3D打印技术，可以将影像学数据成功的转换成3D打印数据，从而制备成临床需要的颅底肿瘤模型、血管模型、动脉瘤夹和颅骨修补材料等，应用于神经外科临床工作中，并取得了良好的效果。本文回顾分析3D打印技术在神经外科每个亚专业领域的研究和应用，了解3D打印技术对神经外科发展的重要性，以期使3D打印技术在神经外科领域获得更大的应用和进步。

回顾已发表的文献，主要在Compendex、PubMed、万方以及知网等医学数据库进行了广泛而系统的搜索和整理，以评估目前3D打印技术在神经外科领域的应用。从数据库建立到2020年12月，使用相关文献的关键字搜索了上述医学数据库，然后根据更具体的标准对结果进行人工筛选，只考虑和3D打印技术以及神经外科有关的人体研究，包括以英文和中文发表的研究，对所得的结果进行总结和分析。

1.3D打印技术在神经外科肿瘤疾病方面的应用

因为大脑结构十分复杂，颅内肿瘤与脑神经及脑血管的关系紧密，所以颅内肿瘤的手术治疗难度极高，需要精确的术前计划。Mehbodniya等利用3D打印技术模拟颅内肿瘤的三维空间状态，利用不同材料的属性真实地模拟皮肤、颅骨与脑组织等结构，并模拟整个手术过程。

Kosterhon等研究表明：对复杂的颅底病变，使用3D打印技术进行术前评估，较单纯使用常规影像的术前评估效果要优越；3D打印模型能够准确模拟出颅底肿瘤的解剖，能够在术前模拟开颅手术，可以根据影像学资料，打印出肿瘤模型以及肿瘤周围的血管和神经，确定了切除范围，增加了手术的精准性和安全性，提高了术后患者的恢复效果。

2.3D打印技术在神经外科血管疾病方面的应用

脑血管病手术是神经外科手术中风险较大、难度较高的手术，有较高的致残率和致死率。颅内血管走行迂曲复杂，颅底动脉分支较多，加上有变异的交通支存在，医师需要充分解读影像资料，需有较强的空间想象力和扎实的解剖学基础。

对于动脉瘤的手术来说，目前针对颅内破裂动脉瘤手术治疗分为开颅动脉瘤夹闭术和血管内介入栓塞术。对于动脉瘤夹闭手术，术前充分了解动脉瘤的形状、朝向及动脉瘤与邻近动脉、脑组织及脑神经的关系至关重要。一些学者利用3D打印技术将动脉瘤打印后，在进行夹闭手术前模拟手术过程，之后在真实手术操作时，能够明显的减少术中操作损伤以及缩短手术的时长。3D打印还应用于动脉瘤的介入治疗，Namba等报道利用该技术辅助微导管塑形，为10例患者施行动脉瘤栓塞术，并取得了良好的效果。

高血压脑出血，因颅内出血部位多变，术中血肿的精准定位多比较困难。3D打印定位法具有简单、便宜、高效、精准等优点，越来越广泛的应用于临床外科，包括脑出血术前手术入路的设计，血肿的定位，定位材料的制作等各个方面。在国内，滨州医学院附属医院神经外科最早应用3D打印技术打印脑出血穿刺导板，术中应用导板引导引流管穿刺的方向及深度，获得良好的治疗效果。

3.3D打印技术在神经外科功能疾病方面的应用

功能性疾病是神经外科的一个重要分支，对于帕金森病、癫痫及强迫症等疾病，可通过向大脑内插入微电极，对脑内特定靶点进行刺激的方式来治疗。但是，大脑结构复杂，要精确定位电极插入的位置非常困难。

随着3D打印技术在神经外科功能疾病方面的应用，这一难题得到了根本的解决。面肌痉挛、三叉神经痛的病因是神经受血管压迫造成，行显微血管减压术是治疗该类疾病最有效的方法。该手术成功的关键是充分暴露面神经、三叉神经根部，探查其与周围血管的关系，予以梳理和分离，从而取得良好的手术效果。术前可以通过3DSlicer软件对神经、周围血管及脑干进行三维重建，增强了术者的立体直观可视性感受，从而提高了手术的疗效。

4.3D打印技术在神经外科颅骨修补方面的应用

临床上，脑出血、脑外伤及大面积脑梗死等疾病导致颅内压高、脑疝的患者，常需去除骨瓣减压，术后造成局部颅骨的缺失。但每个患者颅骨缺损的大小、形态均不相同，从而给术后患者的颅骨修复带来了极大的困难和挑战。3D打印技术可以将患者颅骨缺损的影像学数据转换成3D打印数据，从而根据每位患者的具体情况制备颅骨修补材料。

使用3D打印塑型后的高度保护性材料，如钛合金材料等来进行颅骨缺损的修补，目前在临床上的应用最为广泛，可以给患者的大脑提供可靠的保护。

5.3D打印技术在神经外科模拟和训练方面的应用

大脑是人体最复杂、最精密的器官，其内病变种类繁多，病情复杂多样，如神经系统肿瘤和血管畸形等病变，给神经外科的临床治疗带来了很大的困难和挑战，这使3D打印技术在神经外科的模拟和训练方面极其重要。

目前，3D打印技术在神经外科模拟和训练方面的应用，体现在神经外科的各个领域中。比如：利用患者的CT和磁共振成像（MRI）影像资料转换成3D打印信息，打印出质地和正常人的皮肤、头骨、硬膜比较相近的模型，同时将脑室及脑室系统内病变3D重建并打印，从而为神经内镜的脑室内操作训练提供了理想的模型。

近年来，3D生物打印技术的发展日新月异，它可用于生成特定于患者和特定疾病的模型。这些模型应可应用于手术规划、训练和模拟、组织工程移植以及评估和治疗疾病的设备等。这项技术在临床上的应用和扩展将更好的服务医务人员和患者。

3D生物打印技术在临床上的应用越来越广泛，尤其是神经外科的临床应用。它几乎涵盖了神经外科各个领域，包括神经外科肿瘤疾病、神经外科血管疾病、神经外科功能疾病以及神经外科术后颅骨修补等方面具有较广泛和深入的应用，甚至在神经外科模拟和训练方面，也有较多的应用。所以说，神经外科的进步和发展离不开3D生物打印技术。将3D打印技术与神经外科临床紧密结合，共同发展，不断进步，可以为患者提供更好的服务，可以更好地造福人类。

来源：张浩,姜德华,王博,孙飞,马庆防,丁茂华,汤畅通,陈杰.3D打印技术在神经外科临床中的应用[J].中国药物与临床,2021,21(14):2476-2477.