【解析】3D 打印技术在神经调控领域的应用

2007年，神经调控是在科技、医疗和生物工程相结合的领域内，通过植入性或非植入性等方式，对中枢神经系统及周围神经系统等发挥调控功能，以此达到恢复神经功能、改善患者生存质量的目的。近年来，神经调控技术广泛应用于神经系统损伤、慢性疼痛、膀胱及胃肠道功能障碍等疾病。其中，骶神经调控是一种植入式可程控的骶神经调节系统，已被批准应用于急迫性尿失禁，尿急尿频综合征及非梗阻性尿潴留。截止目前，全球已有数十万患者接受了该治疗。

被誉为“第三次工业革命的重要标志之一的3D打印技术，是一种基于计算机数字成像技术及多层次连续打印的新兴快速成型技术。近几年来，随着精准医疗及个体化医疗概念的提出，3D打印技术在医学领域的应用日益广泛。Waran等报道称3D打印技术能够用于打印医学模型，制备用于教学的头颅模型[1]。Matthew等利用CT三维重建和3D打印技术制备患儿肩胛骨肿瘤的模型，协助医生进行术前病情分析。目前，3D打印模型使用多种材质进行打印，能够用于骨科医疗器械，活体组织和器官打印，其应用前景非常广阔。

那么，3D打印技术是否能够应用于骶神经调控领域呢？骶孔的精确穿刺定位是骶神经治疗手术中至关重要的步骤之一，目前，临床上通常在C臂机X光定位的指引下完成穿刺，由于骶骨骶孔的解剖位置存在一定的个体差异性，且人的骶孔大小仅为2mm，导致骶神经治疗中精确定位穿刺异常困难，需要耗费大量时间，加大手术难度。

2016年12月，上海交通大学附属仁济医院泌尿科在全球首次开展3D打印技术应用于骶神经治疗获得成功[3]。该研究选取12例行骶神经调控手术的患者，随机分为对照组5例及实验组7例，其中对照组采用传统X线透视下十字定位法，而测试组采用3D打印技术制造个性化穿刺导航模板定位法：患者检查前进行三点固定定位法，在体表人工形成三点不透光标记并使用特殊染料进行标记，以防止导航模板放置导致的偏差。术前进行骶尾椎CT检查，获得所需节段的CT数据。对CT数据进行处理，获得相应软组织及骨组织数据，以此为基础获得手术中所用穿刺导航模板三维设计图，然后利用3D打印设备打印成型（图一），在S3进针孔上做到精确定位。

图一：3D打印技术

接下来通过比较两组患者穿刺进针次数，穿刺所用时间及术后感染等术后并发症对临床疗效进行评估。结果如表一所示，两组患者均完成手术，无伤口感染，而试验组穿刺进针次数、穿刺成功所用时间及术中调控测试时间显著低于对照组。该研究结果提示，3D打印技术应用于骶神经调控手术的可行性及有效性，为骶神经调控的精准化治疗、个体化治疗提供了方向。
表一：对照组及实验组术中临床指标统计

越来越多的研究表明，3D打印技术在神经领域具有广阔的应用前景。2017年， MG Taverner等将3D打印应用于神经调控领域，以期为严重脊柱侧弯、骨质疏松症患者探索最佳的治疗手段。首先利用3D打印技术将脊柱CT扫描制作成3D模型（图二），根据模型发现在T12/L1位置存在足够的空间允许进行脊髓刺激实验。一期实验结果表明脊髓刺激明显改善了患者坐姿、站姿、走路、家务及社交等行为。永久植入后患者的疼痛也有了一定程度的减轻。

图二：3D模型

3D打印技术在医学领域的应用成效显著，利用3D打印技术可制作个体化的医疗用品。随着数字医学，新材料技术的逐步发展，3D打印技术在神经调控领域的应用前景将更加广阔。

来源：神经调控