3D打印技术在人工手指关节置换中的应用

王学松

四川现代医院 四川 成都 610000

目前，许多疾病或都可导致部分患者的手指关节具有长期的慢性疼痛或者畸形，这些疾病在不同程度上均会影响患者的手指关节运动，并导致患者丧失手指的活动功能，影响正常的生活。在临床治疗中，主要的诊治方法包括关节成形术、移植关节术、人工关节置换术和关节融合术。其中，被作为治疗的最终手段就是人工手指关节置换术，这种手术可以重建患者的手指关节运动功能，恢复患者的手指稳定性，并矫正关节的畸形，在改善患者手指关节外观的同时，还可以有效缓解患者的疼痛，其已被越来越多的患者和家属所接受。对于老年的患者来说，实行关节置换术不但可以给老人未来的日常生活提供一定的保障，而且还可以减少许多与疾病相关的并发症的发生，提高预后效果。

人工手指关节置换术是医学临床上一种治疗手指关节功能障碍类疾病的重要手段，虽然随着科技的不断发展，人工的手指关节在外形和功能上有了很大的改进，但是由于手指关节结构的复杂性，传统的人工手指关节依旧存在许多问题，而3D打印技术的出现，为人们带来了最新智能优化的人工手指关节，不管是材料的选择，还是关节的设计、安装的方法，其传都更加精准化和个性化，且耗用的成本非常低，符合我国目前的医疗需求。另外，进行人工手指关节置换术后，患者的人工关节十分接近正常的手指关节大小，弹性接近人手的皮质和密度，具有生物友好性，不仅机械性能非常好，固定牢靠，也很便于患者的操作。

近几年，有研究表明，人的手指在用力时，指关节承受的压力相当于人体下肢负重大关节的平均承受压力。而3D打印的人工假体能承受比下肢大关节的平均承受压力更大的力量，不仅可以满足患者手指运动的基本要求，所用材料还可以充分发挥其金属的特殊性。在多种满足制作条件的许多金属材料中，钛合金是目前制作人工指关节的最佳材料。此外，钴铬合金具有良好的生物容性，用它来配合制作人工指关节也可以起到一个很不错的辅助作用。制作人一般会借助一些特定的生物材料来进行生物的3D打印，他们在选择材料时，往往会优先选择那些具有个性化的金属材料来满足不同患者的需求。

在解剖形态学的匹配方面，3D打印采用的数据形式文件是根据不同患者的手指关节形状大小和皮质密度，利用解剖学上的形态匹配来真实地还原患者病态手指以前的模样，结合3D打印技术来设计出具有良好生物融合性的人工手指关节。换句话说，该技术会对患者原始的影像学资料进行三维的重建，通过计算机数字化技术打印出与患者病变的手指部位完全相匹配的实物模型。医生可以在术前明确患者的病情，了解病变周围的神经和血管分布情况，并通过实物模型来进行模拟手术，制定适合患者的手术方案，提高手术的效率，降低患者在手术中的出血量。除此之外，利用逆向工程来设计3D导航模板，医生可将已制好的模板紧密贴合在患者的骨面来引导手术中的置钉操作，这可以精准地置钉。

3D打印技术的优势在于，可以对一些手术中十分复杂的难题提前给出有效的解决方法，减少患者在手术中的痛苦，大幅度缩短手术的时间，提高手术操作的精确度，更好地延长人工手指关节的使用寿命。在假体使用过程中，患者的关节磨损颗粒会由于其溶骨的作用，而发生不同程度的松动，这就需要患者到医院定期对假体进行修复，但是人工指关节的使用寿命就会缩短，因此，患者在使用人工指关节的时候切忌不可因为关节的耐受力好就随意使用，导致病情的加重。建议做过人工指关节置换手术的患者在未来的三年时间内尽量不要用创伤的手指去提重物或者做大幅度的运动，患者应该仔细保护创伤的部位，避免二次受伤，造成病情的反复发作，变成一种连置换手术都无法治愈的顽固病痛。

因为3D打印技术可以给患者提供个性化的定制服务，所以即将进行手指关节置换的患者完全不用担心换上人工关节后会存在不适应的情况。用3D打印技术来设计人工手指关节的原理是以每个患者个性化的扫描数据为基础的，根据不同患者的手指形态和病情程度来有针对性地设计适合给患者置换的手指关节。手指关节不同于其它大的关节，这不仅要求制作出来的人工关节更为细致，质量要完全符合要求，而且还特别强调手术中，医生必须严格按照提前制定的手术方案来操作，绝对不能在置换手指关节时出现移位或缺失的情况。医生可以考虑配合相关的手术观察镜来操作手术，这样可以大大地降低手术中出错的风险。

综上，随着人们对手指关节置换的研究深入和不断探索，我们发现传统的人工手指关节假体的性能存在非常大的问题，经常容易给患者造成二次伤害。而作为新技术诞生的3D打印技术优化了材料的选择，完善了传统人工手指关节假体的设计和安装，手术也具有微创化的优势，且术后的预后效果明显优于以前大出血置换手术所带来的后期愈合效果，该技术在将来有可能会代替传统的人工手指关节，且在技术的发展上越来越接近数字化和信息化的机器只能，或许在未来完全就不需要进行任何手术，患者就可以直接替换掉原来病态的手指关节，这个过程将不会有任何的痛苦，并拥有比现在更好的愈合效果。