3D打印脊柱侧弯矫形器：科技为青少年挺直脊梁

来源：九院3D打印中心王金武团队

脊柱侧弯是指脊柱在三维空间上发生异常弯曲，通常呈现"C"型或"S"型曲线。在10-18岁的青少年中，特发性脊柱侧弯（原因不明）最为常见，约占80%的比例。全球约有2-3%的青少年受到不同程度脊柱侧弯的影响，其中女孩的发病率高于男孩。

轻度侧弯可仅需观察，定期随访，但当Cobb角（衡量侧弯程度的指标）超过安全范围时，通常需要考虑矫形器治疗。传统矫形器虽然有效，但存在体积大、透气性差、压力分布不均等问题，导致许多青少年患者依从性不佳。

3D打印技术如何革新矫形器制作

从扫描到设计的数字化流程

3D打印矫形器的制作始于高精度三维扫描。相比传统取模使用的石膏绷带，扫描过程无不适感且精度高。工程师随后在专业软件中设计矫形器，根据医生标注的施力区域和释放区域，精确计算所需的压力分布。智能算法能自动优化结构，在保证支撑力的前提下减少材料用量，使最终产品轻量化。

增材制造的独特优势

与传统减材制造（切削加工）不同，3D打印采用逐层堆积的增材制造技术。这种工艺带来三大革命性改变：

结构自由

可制造传统工艺无法实现的复杂网格结构，既减轻重量又保证强度。

梯度硬度

同一矫形器不同区域可采用不同密度结构，实现刚柔并济的效果。

精准适配

完全依据患者解剖数据定制，贴合度达95%以上。

智能材料的应用

现代3D打印矫形器采用熔融沉积技术（FDM）打印支具，使用聚碳酸酯（PC）等轻质材料，具有记忆形变特性。当体温加热材料时，矫形器会轻微软化以更好贴合身体；冷却后则恢复预设形状，持续提供矫正力。部分高端产品还嵌入传感器，可监测佩戴时间和压力分布。

脊柱侧弯矫形器原理

通过三点力系统，对脊柱的变形进行矫正，同时结合腹压，增强躯干的支持力，从而减少脊柱及其肌肉、韧带的纵向负荷；通过对躯干运动的限制，利用被动和主动的矫正力来改变脊柱的对线关系。

3D打印脊柱侧弯矫形器代表了个性化医疗与数字制造的完美融合。它不仅解决了传统治疗的痛点，更重塑了青少年患者对矫形器的认知——从"不得不戴"到"愿意佩戴"。当科技既能矫正脊柱，又能呵护心灵，我们便真正实现了"以患者为中心"的医疗革新。

随着技术普及和医保覆盖扩大，这项创新疗法有望惠及更多家庭，让每个孩子都能挺直脊梁，自信面对成长的挑战。