本研究由苏州大学骨科研究所、三的部落（上海）科技股份有限公司、苏州市瑞康残疾人辅助器具服务中心和同济大学附属东方医院联合开展。

 目的

       脊柱侧凸是骨科常见疾病之一，好发于青少年，特别是女性，严重的危害患者身心健康（图1）。支具治疗被公认是非手术治疗中最可靠和最主要的方法，但由于支具设计并不是十分合理舒适，普遍存在透气性差和样式笨重难看等问题，从而导致患者依从度较差，特别是儿童和青少年，佩戴时间严重不足甚至拒绝佩戴，从而大大影响治疗效果。3D打印技术具有定制化、造型任意、制作快、材料选择多等众多优点，目前已经成功地应用在临床手术规划和治疗中，但是否可以应用于康复支具治疗，特别是脊柱侧凸支具领域还鲜有研究。本研究采用3D打印技术探讨了脊柱侧凸支具临床应用的可行性。

方法

 选取4名胸腰节段脊柱侧凸患者（2男，2女），年龄范围从14-16岁。对全身躯干部进行激光扫描，获取从颈部至臀部的三维点云数据（图2），导入医学图像软件进行三维建模，得到躯干的三维外形。依据3点弯曲生物力学矫正原理，采用色努支具的基本样式，确定为TLSO支具 (图3)。对脊柱侧凸部位进行矫形加压，施加压力应不超过30mm Hg（4KPa）。该支具背部设计了铰链活动扣，实现自主穿戴。支具大部分区域采用镂空蜂窝结构来提高透气性，同时大幅降低了材料用量。根据多孔固体力学理论，优化了支具厚度和孔穴结构。设计完成之后，采用激光烧结方法（SLS）和尼龙材料进行3D打印一体化制作，之后通过同一患者进行初步佩戴测试（图4）。

结果

       结合力学分析和临床验证，初步实现了针对脊柱侧凸支具的3D打印原型设计，该支具厚度仅为4mm，打印精度在0.1mm以内，打印时间不超过8小时，并且经过蜂窝结构优化，可以节省材料接近40%，支具重量范围从250-400g。支具经过患者佩戴测试，基本满足矫正力学强度，达到透气性高和定制化的设计要求，可以实现自主穿戴和具有一定隐形性，该方法已经获得中国实用新型专利授权。

结论

      3D打印技术可成功应用于脊柱侧凸矫形支具上，该类支具除了矫正力学强度可以精确定制外，还具有样式美观好看、透气性高、重量轻、易穿戴和隐形性强等优点，将大大增加患者的依从性，从而提高康复支具的临床疗效。3D打印技术或将是脊柱侧凸支具从传统手工制作发展到CAD/CAM阶段的下一次技术突破。（杨林）