香港大学研究术中使用的3D打印模型的感染率

时间：2020-04-07 09:13 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

        中国3D打印网4月7日讯，香港研究人员探索了3D打印医学模型的使用，但在涉及感染方面朝着更加独特的方向发展。作者在最近发表的“ 3D打印模型的制造过程和感染率综述以及通过过氧化氢等离子体消毒并在术中使用的指南”中详细介绍了他们的发现，作者讨论了如何使用创新的定制设备进行手术计划。
       随着3D打印在医疗领域的影响力不断增强，医疗专业人员，患者及其家属将从中受益，因为每个人都可以通过更好的诊断，治疗和教育途径来受益。但是，如今3D打印医学模型在通过改进术前计划程序甚至术中过程来促进针对患者的治疗方面，还有更多的特殊用途。研究人员解释说：“在骨科专业中，3D模型可以可视化骨解剖结构和植入物轮廓，同时可以创建引导来引导截骨术和螺钉进入部位。”
       人们非常重视3D打印技术的发展，但是诸如无菌性之类的外部问题对于患者的健康也至关重要。典型的方法包括环氧乙烷（EtO）气体和过氧化氢等离子体，这是在气相之外进行激发的结果-自由基形成允许无菌。

患者资格和排除。从2015年至2019年，通过计算机软件渲染了300多个模型。进行制造，灭菌和术中使用的模型数量达到124。由于使用了ABS以外的材料，另外有10名患者被排除在分析之外（7名患者）以及术后3个月随访失败（3例），总共114例符合分析条件。
迄今为止，香港大学已制作了300多种3D模型和指南。从2015年开始，他们的骨科学术单位开始在现场进行3D打印模型和指南。虽然他们最初只是为骨科制造模型，但随着时间的流逝，他们也开始针对“其他手术环境”进行3D打印。作者确认，在生产的300种模型中，有114种已用于术中目的。他们的审查继续使用模型和指南列举有关病例的详细信息，确定发生感染的病例，并突出显示危险因素。他们使用Meshmixer设计3D打印的模型和指南，并在带有ABS-M30i的Fortus 450mc 3D打印机上进行打印。

术中使用所特有的模型/指南制造方面。骨盆模型的3D渲染，在左lium骨上刻有首字母缩写，以便正确识别患者。 b仪器护士拍摄的照片，显示正确的分组和组装手术指南以进行椎弓根螺钉放置，因此可以将相应的组件包装在一起并消毒。组装后的导板的轮廓适合于脊柱后椎骨的骨表面标志，如在对同一患者的3D模型进行测试期间c以及在最终手术期间（d）所示
3D打印物用过氧化氢等离子体消毒，并且低温防止材料变形。
这组作者解释说：“手术暂停程序可确保根据表面上的首字母将打印输出用于正确的患者，解剖区域和程序。手术后，打印输出同样要经过低温消毒，然后再交给负责的外科医生。”

3D打印输出的应用。 3D打印输出的预期目的，其中显示59/114（51.8％）的打印输出被用作解剖模型，而55/114（48.2％）的数据在术中用作导向器/夹具。 b术中使用的124例病例跨越了身体的不同区域以及外科专科。显示了与每个区域相关的数字及其相对于整个患者队列的百分比
研究人员检查了124例患者的3D打印件，并在手术计划和管理过程中进行了术中使用的模型。作者解释说：“有7例被排除在外，因为不是用ABS制成打印件，其中4例使用尼龙，2例使用聚醚酰亚胺（Ultem1010 CG），1例使用钴铬合金。”“由于随访不足，三例被排除在外。总共有114个模型可供后续分析。 114名患者中有59名（51.8％）是在桌子上用于计划和/或种植体轮廓的解剖模型。其余的55/114（48.2％）被用作特定于患者解剖结构的指南或夹具，以促进矫正截骨，螺钉插入或销钉放置。”最终，有10.9％的引导者或夹具会感染，而有3.3％的模型会在手术部位感染。所有六例感染的向导/夹具都被用来促进截骨术。研究人员说：“两种感染模型都用于植入物轮廓修复，一种用于pilon骨折固定，另一种用于眶底爆裂骨折。”

       研究指出虽然7％的感染率与以前发表的有关传统技术的文献相当，但作者意识到，尽管应用程序总体安全，但用户要“意识到潜在的警告”的重要性。在制造患者专用设备以及确保组织生物相容性的安全性方面也存在内在的挑战。

       骨盆3D模型的横截面，显示不规则的腔空间。 a箭头表示骨盆3D模型上后i骨上的表面开口。虚线和箭头显示了随后执行的横截面级别。相同骨盆模型的软件渲染b和物理剖面c之后的横截面外观，显示了其中包含的不规则小梁空间

术中使用截骨术指导。用软件绘制的指南图像，用于矫正截骨，并显示在胫骨干（b）上，截骨部位标在蓝绿色中。 c在固定有导向器和摆动锯的情况下进行术中照片，准备切骨术，（d）完成后。 e术中X射线显示矫正截骨术后胫骨干的复位和固定。 f手术后取回类似的指南，表明截骨切口上的ABS受损，可能释放碎屑
       “值得注意的是，先前详细研究与3D打印输出相关的感染相关结果的研究并未在术中明确利用它们，这是进行此类研究的首批研究之一。我们的总体印象是我们的灭菌和桌面使用过程是安全的，并且手术复杂性和组织操作（如手术时间延长所反映的）是造成感染的主要原因。”
       “在这个庞大的研究对象群中，详细描述了3D打印输出的设计，打印和灭菌以及与感染相关的结果，我们证明了我们的生产工艺可以继续进行并且可以在其他地方采用。”

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