第一章:基于各向同性3D-Space MRI与CT建模的3D打印模型在骶骨肿瘤术前规划中的应用目的:探索基于各向同性3D-Space MRI与CT建模的3D打印模型在骶骨肿瘤术前规划中的应用价值。方法:回顾性分析我院2015年6月至2020年6月收治的接受一期后路肿瘤切除+腰椎-骨盆重建术的骶骨肿瘤患者20例,分为两组,每组10例。其中模型组采用各向同性3D-Space MRI与CT建模的3D打印模型辅助术前规划,常规组进行常规手术。对比两组手术时间、术中出血量、术后引流量及视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）,评估内固定情况和临床疗效。结果:3D打印模型清晰呈现了骶骨肿瘤病灶区的骨骼、肿瘤、神经、血管等组织结构,辅助了术前规划和手术模拟;模型组手术时间与常规组手术时间相比明显缩短（P0.05）;模型组所有病例内固定位置良好,常规组1例患者椎弓根螺钉偏移,每组各出现2个伤口感染病例,患者出现不同程度的大小便功能障碍。结论:基于各向同性3D-Space MRI与CT建模的3D打印模型可以有效辅助骶骨肿瘤术前规划,缩短手术时间,提高手术效率。第二章:个性化3D打印假体在骶骨切除患者腰椎-骨盆稳定性重建中的应用目的:探索个性化3D打印假体在骶骨切除患者腰椎-骨盆稳定性重建中的应用价值。方法:我院2019年4月至2020年6月收治的接受骶骨肿瘤切除术的患者8例,使用个性化3D打印假体重建腰椎-骨盆稳定性。其中男2例,女6例,年龄17～64岁,平均（37.8±16.6）岁。包括骨巨细胞瘤4例,脊索瘤2例,神经纤维瘤1例,恶性孤立性纤维性肿瘤1例。记录患者住院时间、手术时间、术中出血量、术中X线暴露次数、术后引流量及并发症情况;记录患者术前、术后7天、术后3月及末次随访时视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）和生活质量评分SF-36;术后7天、术后3月及末次随访时肢体功能MSTS评分和骶神经功能MUD评分,并拍摄腰椎骨盆正侧位X光片及CT,测量L5椎体位置和骨盆后环开度,评估内固定情况。结果:3例患者使用半骶骨假体,5例患者使用全骶骨假体。住院时间50～90天,平均（60.3±14.2）天;手术时间9～17 h,平均（12.8±2.8）h;术中出血量700～6850 mL,平均（3081.3±1920.2）mL;术后引流量 1100～2800 mL,平均（1897.9±600.7）mL;术中X线暴露4～7次,平均（5.6±1.1）次。术后1例患者伤口感染,经3次清创术后好转,2例患者经气管插管急救。术前至末次随访,VAS评分持续降低,差异有统计学意义（P0.05）。术后7天至末次随访,肢体功能MSTS评分持续改善,差异有统计学意义（P0.05）。结论:个性化3D打印假体可以精准匹配骨缺损,一次性重建腰椎前柱和骨盆后环,降低手术难度,提高重建强度,帮助患者早期下地,有望带来更理想的远期稳定性,是一种值得观察和推广的新方法。第三章:3D打印假体与单纯钉棒系统用于全骶骨切除重建的有限元分析比较目的:比较3D打印假体与单纯钉棒系统用于全骶骨切除后腰椎-骨盆稳定性重建效果的有限元分析差异。方法:选取第二章研究中一名全骶骨切除患者的假体设计方案,构建三种腰椎-骨盆重建有限元分析模型。模型1为单侧双髂骨钉双棒重建;模型2为单侧双髂骨钉双棒+3D打印假体重建,其中下方髂骨钉穿过假体;模型3为单侧双髂骨钉双棒+3D打印假体重建,髂骨钉不穿过假体。在有限元分析软件中为三组模型施加同样的材料属性和约束条件,假体与髂骨截骨面设定为表面-表面接触,摩擦系数为0.3,其余相互关系均设为绑定。限制双侧髋臼在三维坐标系上任意方向的移动,在L3椎体上终板施加960 N垂直向下的压力。计算三组模型的变形情况,记录内固定钉棒的平均最大应力以及L5椎体的下沉距离。结果:模型1所有髂骨钉、连接棒、L3和L5椎弓根钉平均最大应力及L5下沉距离均显著大于模型2与模型3（P<0.01）,L4椎弓根钉平均最大应力显著小于模型3（P0.05）;模型2上位髂骨钉和L3椎弓根钉平均最大应力显著大于模型3（P<0.01）,L4和L5椎弓根钉、锁定钉及内侧连接棒平均最大应力显著小于模型3（P0.05）;模型1和模型2上位髂骨钉平均最大应力均显著大于下位髂骨钉（P0.05）;模型3内侧连接棒平均最大应力显著大于外侧连接棒（P0.05）。结论:使用3D打印假体重建全骶骨切除后腰椎-骨盆稳定性可以减少钉棒系统平均最大应力,降低钉棒断裂的风险,是一种值得推广的重建技术,但假体与钉棒的组合重建关系仍需继续探索。