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3D打印技术以其个体化、精准化、快速成型等优势在医学领域得到广泛应用。目前，基于医学影像数据的3D打印技术在手术过程模拟、个性化诊疗方案制定、解剖可视化、临床交流、医学研究及医学教育等方面应用较为普遍[1]。MRI 作为一种无电离辐射的检查方法，对于半月板、软骨、神经、血管、韧带等具有较高的组织分辨力，同时亦可做到避免输卵管碘油造影术后的过敏反应，现已广泛应用于人体各部位、各系统疾病的检查与诊断。

个体化、精准化是骨伤科临床工作的重要方向，既往影像学资料拍摄因素不可控，反映病变位置与严重程度、解剖学畸形等方面缺乏精确性和直观性，临床医生的经验判断可能影响到骨伤科手术的安全性以及手术效果[2]。因此，精确的影像学资料以及严密的临床治疗方案设计是实现骨伤科领域精准医疗的必要途径，基于MRI的3D打印技术在骨伤科领域显示出巨大的临床应用前景[3]。现就近年来基于MRI的3D打印技术在骨伤科的临床应用加以概述，以期为推动骨伤科精准医疗发展提供科学基础。

1 资料与方法

1.1 一般资料

检索2015年1月1日～2019年9月30日发表在中国知网（CNKI）、万方、维普数据库的相关文献资料，检索词为“3D打印”“三维打印”“增材制造”“磁共振”“磁共振成像”，采用主题词或关键词联合检索策略，纳入基于MRI的3D打印技术与骨伤科临床应用相关文献，排除研究目的与骨伤科临床应用无关的文献以及质量较低、证据等级不足的文献。

1.2 文献筛选流程

初步检索得到相关文献190篇，最终共得到核心期刊文献12篇[4-15]，硕博学位论文3篇[16-18]，其他类型文献3篇[19-21]，筛选流程见图1。通过阅读文献摘要及全文，基于MRI的3D打印技术在骨伤科临床应用概况主要在以下方面：①术前规划或模拟手术；②个体化植入物、假体设计；③截骨槽导板或定位钉导板设计；④生物3D打印。

图1 基于MRI的3D打印技术在骨伤科临床应用的综述文献检索流程图

2 结果

2.1 基于MRI的3D打印技术在骨伤科临床疾病中的应用

2.1.1 骨肿瘤如何做到精确切除肿瘤组织、修补缺损组织以及术后功能重建是当前骨伤科临床医生所面临的重要问题，基于MRI的3D打印技术则为此提供了有效的技术补充。孔金海等[4]运用基于MRI的3D打印技术对骶骨肿瘤组织进行模型打印以用于术中指导骶骨脊索瘤切除，方法行之有效，亦可降低医疗纠纷隐患。付军等[5]对下肢肿瘤瘤段切除后长节段骨缺损患者进行假体重建修复，运用基于MRI的3D打印技术个性化设计钛合金3D打印假体，短期随访证实稳定性可靠、安全性高，下肢功能重建良好。曲扬等[6-7]运用CT、MRI 图像配准融合联合3D打印技术对于难治性骨盆肿瘤患者进行术前规划，可精确判定难治性骨盆肿瘤安全边界。此外，该团队还把这项技术应用于骨肿瘤经皮穿刺活检，设计个体化穿刺导板实现了骨肿瘤的精准穿刺。马立敏等[8]对膝关节周围骨肿瘤患者保肢手术进行术前规划，运用基于MRI的3D打印技术完成个性化钢板钉孔分布及厚度设计，以达到减少手术时间、降低术后并发症的目的。因此，基于MRI的3D打印技术能够准确地判断骨肿瘤的性质、种类及侵犯程度，对于辅助骨伤科临床医生模拟手术进行、确定手术方案具有重要意义。

2.1.2 关节置换由于全身各关节形态结构复杂，常规X线及CT检查对于关节内韧带、半月板及关节囊显示欠佳，而关节造影检查具有一定的创伤性，基于MRI的3D打印技术则为精准化、个体化关节置换提供了便利条件。潘伟等[9]运用基于MRI的3D打印技术对全膝关节置换（total knee arthroplasty，TKA）患者进行个体化设计以制备病变骨骼模型和截骨导板，从而减少手术操作时间、提高假体安装精度。邱冰等[10]对TKA 患者采用MRI/CT 数据融合联合3D打印技术重构下肢骨骼三维模型进行术前规划，设计个性化手术导航模板，术中和股骨髁与胫骨平台骨性解剖结构贴合紧密。刘帅等[11]应用高分辨特殊膝关节线圈对人工TKA 患者进行膝关节MRI检查以构建拟贴合面软骨层厚度，联合3D打印技术设计个性化截骨槽导板与定位钉导板，可起到避免扩髓、提高截骨精准度、减少术后引流量的作用。喻忠等[12]对原发骨关节炎拟行TKA 的患者进行膝关节MRI检查以设计股骨髁截骨导板与胫骨平台截骨导板，有利于全膝关节置换术的个体化、精准化。因此，基于MRI的3D打印技术可以将二维图像转化为三维实体模型，为骨伤科临床医生选择合适的截骨方式、规划手术方案和固定器械选择提供依据。

2.1.3 韧带、关节软骨及半月板损伤 MRI 能够对韧带、关节软骨、半月板的损伤情况进行直接显示，亦能对治疗效果和预后做出正确评估，基于MRI的3D打印技术在韧带、关节软骨及半月板损伤方面应用较为广泛。邱洪九等[13]对膝关节前交叉韧带损伤患者进行MRI检查，利用3D打印技术合成定位导向器辅助关节镜下完成前交叉韧带重建术，临床安全可行。李建宇等[19]对膝关节软骨损伤患者进行MRI检查，利用3D打印技术制作膝关节软骨模型，为膝关节软骨损伤患者制定更为合理的个体化手术方案。因此，基于MRI的3D打印技术既可提高韧带、关节软骨及半月板损伤诊断的准确率，同时做到尽量避免对患者进行有创检查，达到减轻患者痛苦的目的。

此外，3D打印技术同样广泛应用于隐匿性骨折，复杂性四肢、骨盆、髋臼骨折，髋关节、寰枢椎脱位，髋、膝关节翻修术，韧带翻修术以及脊柱矫正等其他骨伤科疾病中。总之，基于MRI的3D打印技术在骨伤科领域临床应用广泛，而且研究证明3D打印技术安全性的短期随访临床疗效良好，相关标准、规范、准入制度的制定也有利于3D打印技术的临床转化与推广。

2.2 基于MRI的3D打印技术在骨伤科临床教学中的应用

基于MRI的3D打印技术的骨伤科临床教学模型，能够真实再现骨骼模型中的韧带、血管、肌腱、神经等结构，亦可对骨折、畸形、脱位等临床常见骨伤科疾病高度还原，使得学生自主完成临床诊治过程，分析患者受伤机制、临床症状和体征，给予诊断及制定治疗方案，模拟手术操作，在骨伤科领域临床教学及培训中应用广泛。李昕迪等[14]运用基于MRI的3D打印技术构建髌骨、胫骨和腓骨模型，不仅可以为临床教学提供模具，还对模拟手术和术前规划具有指导意义。李建宇等[20]对健康志愿者行MRI 扫描，利用3D打印技术以构建颈椎、膝关节、肩关节模型，可指导学生进行术前评估，对病变周围血管、神经、组织进行精准定位，为进一步开发临床教学虚拟手术平台，模拟手术过程，提高教学质量提供保障。陈为坚等[21]运用基于MRI的3D打印技术进行膝关节疾病模型制备，让学生更好地掌握膝关节相关病变的解剖部位以及与周围重要血管、神经、软组织之间的位置关系，加深学生对疾病及解剖的进一步理解。但3D打印本身的局限性在一定程度上限制了其在临床教学中的应用。

2.3 基于MRI的3D打印技术在骨伤科临床应用的不足与展望

基于MRI的3D打印技术能够为骨伤科临床医生提供直观全面的信息，使术前诊断更加明确，个性化手术方案制定更加精确，提高了骨伤科手术效果，具有临床推广价值。但尚存在以下局限性：①MRI检查费用相对较高，3D打印成本较为昂贵；②3D打印材料受限，材料安全性亦有一定的不足，活性打印材料研究尚处于起步阶段；③MRI 扫描采集医学数据耗费时间相对较长，3D打印技术的时间、打印效率及精度等尚有待提高；④3D打印技术受限，医院人力资源尚未具备，医工结合型人才稀缺；⑤基于MRI的3D打印技术成像规范化标准与共识缺乏，伦理道德受限。

3 小结

3D打印技术因快速成型、精确性、个体化生产等优势在骨伤科得到了广泛应用，如制作模型、导板、骨替代物、人工假体等，是个体化、精准化医疗实现的必要手段。MRI 技术具有骨关节、软组织高分辨率的优势，可实现骨关节领域独特的3D打印临床应用，基于MRI的3D打印技术在骨伤科临床上的应用还需进一步拓展。

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