第一部分 3D打印模型的准确性验证及临床应用研究目的 通过实验验证基于CT数据的3D打印模型与原始解剖结构之间是否存在差异;回顾我科近两年来应用3D打印模型情况,探讨其在骨肿瘤外科治疗的应用价值。方法 随机选取20个羊股骨,分别进行标记后,行0.625mm薄层CT扫描,通过MIMICS软件对扫描数据进行三维重建并按与羊股骨相同的顺序进行标记后,以STL格式导出,分别打印模型。测量羊股骨和3D打印模型的数据并分别记录,对比分析两组数据之间是否存在差异,以SPSS13.0行统计分析,方法为配对t检验,P<0.05差异有统计学意义;2014年12月至2016年12月,两年里我科打印3D打印模型53例,男23例,女28例,年龄3—78岁(平均年龄39.4岁),其中骨盆模型16例,脊柱模型23例,四肢模型14例,恶性肿瘤23例,良性肿瘤30例。53例模型中,放大缩小打印模型6例,病变同血管神经一起打印12例,分两部分打印内生性肿瘤11例,外生性等比例模型24例。术后进行跟踪随访,评价患者肿瘤有无复发、转移等,四肢肿瘤患者末次随访依据MSTS功能评分系统进行评分。结果 9组数据中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ组数据对比P<0.05;Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ组数据对比P>0.05。即位于羊股骨两端的数据解剖组与模型组差异有统计学意义,其他各组数据解剖组与模型组差异没有统计学意义;53例打印模型患者均获得随访,随访时间为3~27个月,平均随访时间13.8月。良性肿瘤中,3例患者术后出现复发,来院再次手术治疗后未发现复发,其余患者术后功能恢复良好,无复发恶变及转移,末次随访MSTS评分25—30分,平均28.3分。恶性肿瘤患者中,6例死亡(均死于肿瘤相关疾病),5例患者术后2-24个月中出现了肺转移或者其他部位多发转移,均带瘤存活,2例局部复发,末次随访MSTS评分16—25分,平均22.4分。结论 3D打印模型与其原始的解剖结构并无明显差异,但在实际应用中,需要综合考虑解剖结构的构成因素,比如软骨、软组织等,必要时通过多种影像技术的结合及精确的三维重建进行最后的打印。3D打印模型,使我们对肿瘤的范围、形态、边界有一个更加清楚的认识,有助于临床准确的诊断、医患之间更好的沟通和辅助术中精确的完成手术。第二部分 3D打印个性化导板的回顾性分析研究目的 回顾性分析我科近两年多来应用3D打印个性化导板的情况,探讨其在骨肿瘤外科治疗中的应用价值。方法 2014年7月至2016年12月,两年多里我科打印3D打印个性化导板41例,男23例,女18例,年龄5—72岁,平均28.6岁,脊柱导板11例,骨盆导板16例,四肢导板14例,恶性肿瘤19例,良性肿瘤22例。41例个性化导板中,打印脊柱置钉导板11例,截骨导板19例,经皮导板3例,新型髋臼导板8例。对于8例应用新型髋臼导板的患者,术后复查X线及CT,根据X线及CT数据分析患侧假体位置和健侧的对比情况。使用SPSS 13.0进行统计学分析,P<0.05差异有统计学意义。术后进行跟踪随访,评价患者肿瘤有无复发、转移等,四肢肿瘤患者末次随访依据MSTS功能评分系统进行评分。结果 所有患者均成功进行个性化的导板的设计和打印,其中2例导板于术中断裂改为常规手术,髋臼导板中1例导板在消毒后出现轻微变形,经术中参考透视影像微调后放置满意,其余均成功应用导板进行手术。应用新型髋臼导板的8例患者手术时间5—8.2小时,平均6.4小时,术中出血3500—9000ml,平均6200ml。术后根据X线及CT评价示:患侧和健侧对比差异无统计学意义。41例患者均获得随访,随访时间为3~32个月,平均随访时间16.5月。良性肿瘤中,患者无复发恶变及转移,MSTS评分24—29分,平均27.6分。恶性肿瘤患者中,4例死亡(均死于肿瘤相关疾病),3例患者术后4~20个月中出现了肺转移或者其他部位多发转移,均带瘤存活,末次随访MSTS评分14—26分,平均21.7分。结论 3D打印个性化导板,实现了术中截骨、置钉等的精准化操作,同时在整体上减少了手术对患者的创伤。3D打印髋臼导板能够辅助术中正确安装髋臼网杯,并减少手术时间、术中出血量及透视次数,术后评估显示髋臼位置良好,具有一定的创新性及不错的效果。第三部分 3D打印个性化定制假体的临床应用探索目的 回顾性分析我科近年来在3D打印个性化金属假体的应用,探讨其在骨肿瘤外科中治疗大段骨缺损的应用价值。方法 2014年1月至2016年12月,三年里我科共实施13例金属3D打印个性化植入假体的手术治疗。男性5例,女性8例,年龄6-65岁,平均33.5岁,软骨肉瘤1例,PNET1例,骨肉瘤1例,尤文肉瘤3例,骨巨细胞瘤3例,软骨母细胞瘤1例,骨母细胞瘤1例,多形性肉瘤1例,肺癌骨转移1例,所有患者均行术前活检确诊或者外院活检结果已经我院病理科会诊。所有尤文肉瘤及普通型骨肉瘤均在术前进行规范新辅助化疗。所有患者均签署“西京医院骨科金属3D打印假体植入知情同意书”。术后进行跟踪随访,评价患者肿瘤有无复发、转移和肢体的功能情况,四肢肿瘤患者末次随访依据MSTS功能评分系统进行评分。结果 所有患者均成功进行3D打印个性化金属假体的设计与打印,并成功完成手术,术后复查X线显示假体固定位置良好。平均手术时间269.6min,平均出血量1369.2ml,术中术后未出现并发症。13例患者均获得随访,随访时间为3~32个月,平均随访时间17.6月。所有患者均存活,2例术后3个月后出现肺转移,均带瘤存活,1例局部肿瘤复发,1例患者术后因局部疼痛将假体取出,余未发现肿瘤复发及转移,末次随访MSTS评分15—27分,平均23.3分。结论 将3D打印个性化钛合金金属植入物应用于骨肿瘤切除后大段骨缺损患者,很好的解决了既往自体骨、异体骨来源不足,以及假体重建中不匹配等问题,通过精心设计的3D打印个性化钛合金假体,同时根据需要复合腓骨瓣或人工骨的生物重建,实现了肿瘤切除后大段骨缺损的精确重建,同时又具有一定的生物反应活性,在临床上取得了不错的效果,具有很好的应用前景。