3D打印的外科手术训练模型

来自德国明斯特大学医院的一组研究人员发表了一篇论文，以创建用于根尖切除术的3D打印外科训练模型。然后，他们将它们与商业上的牙膏模型进行了比较，该模型是大学牙科诊所使用的通用模拟模型，带有可更换的牙龈面罩和牙齿。

根尖切除术或根尖切除术可消除牙根尖周围的炎症。研究人员解释说，他们大学的伤寒模型的特征是牙齿“直接与模拟颚骨的硬塑料接触”，并用蜡模拟炎症（根尖肉芽肿），尽管它缺少敏感的牙周膜。

“使用的牙齿是理想的定型观念。这些工业生产的模型无法模拟解剖变异，例如极长甚至弯曲的根。因此，我们已经开发出一种方法来创建更现实的，个性化的训练模型。”研究人员解释说。

他们创建的模型是真实患者的上颌骨，具有三个前根尖，牙周膜和根尖肉芽肿以及牙龈罩。

该团队写道：“我们还提供了牙科学生对该模型的评估，并将其与他们对常规牙突模型的评估进行比较。” “我们的目的是评估牙科学生是否接受3D打印的外科手术训练模型以及流行的台齿模型。”

LR：改性石膏铸模，带有蜡层的改性石膏铸模。

他们使用CAD / CAM技术设计了训练模型，从而使他们可以添加模拟的发炎组织，并对该区域进行常规印象以制作石膏模型。用1毫米厚的蜡层对牙龈进行建模，并使用工业3D扫描仪获得带或不带蜡牙龈面膜的改性石膏的形状。

LR：石膏表面的扫描表面没有蜡层，并且三颗牙齿的网眼对准上颚。

另一位患者的锥形束计算机断层扫描（CBCT）数据用于在Materialize Mimics中创建牙齿11、12和21的3D模型/网格，并使用Rhinoceros 5修改了3D重建。以创建牙周膜的模型，这不是台风模型的一部分，他们删除了牙齿网格的上部，并在Geomagic Wrap中将其余部分加厚了0.25毫米。

LR：根部网格（蓝绿色的网格背面），代表牙周膜的挤压根表面。

他们在牙齿11的根尖周围构造了一个6毫米的球体，以模拟根尖肉芽肿。“用于表示牙周膜和根尖肉芽肿的材料比模型其他部分的材料要软。他们解释说，这比台风模型更真实。”

用软支撑材料（红色）打印的牙齿11上的肉芽肿网和牙齿11、12和21上的牙周膜的3D网格。

3D打印模型还包括一个硅胶牙龈面罩，因此学生可以练习手术切口。使用3D打印矩阵技术将蒙版直接制造到模型上，然后在Objet Eden 260V PolyJet 3D打印机上用液态光敏聚合物3D打印模型。在模拟根尖肉芽肿和牙周膜的模型的底切区域和空腔中填充了软支撑材料。一次构建3D打印12个模型大约花费了六个小时。

硅胶牙龈面膜。

研究人员写道：“在期末考试的大约一年之前，牙科学生充当测试人员，并在视觉模拟量表（VAS）上评估了四个问题（Q1-Q4）的模拟模型。”

35名学生评估了伤寒模型，而33名学生使用了3D打印模拟模型。参与者观看了根尖切除运动的视频，然后一次完成了该过程。他们获得了关于模拟模型和运动难度的问卷，以视觉模拟量表（VAS）进行评分。

3D打印模型中的手术切口指导。

根尖的截骨术。

根尖的呈现。注意：撕破牙龈面膜。

切除的根尖与骨分界。

缝制龈面膜。

在第2组参与者中，有54.5％的人在自由文本部分中表示3D打印模型中的牙龈掩膜在手术过程中撕裂，而在第1组中，有20％的人称其脱离了台风模型。

研究人员确定，他们的3D打印训练模型“不逊色于工业制造的Typodont模型”，并且该方法非常灵活-可以轻松地重新设计模型并将其适应于不同的学习场景，并且在修复时可以更快地进行修复。必要。虽然3D打印机并不便宜，但3D打印的单次使用模型的材料成本仅为10欧元左右，而多用途的hypodont模型则为300欧元。

“我们研究的一个缺点是这些练习是由没有手术经验的学生进行的。结果，就模型对现实的反映程度而言，缺乏对模型的专业评估。因此，我们无法检查模型的重要质量方面。”研究人员指出。

“与经验丰富的外科医生进行的未来研究可以提供有关3D打印模型的真实性的更多信息。”

其他问题包括在解剖结构或皮质和松质骨结构之间缺少色差，并且牙龈面罩需要通过替代技术或材料进行改进。

“基于真实患者数据的单独3D打印外科手术训练模型为工业制造的牙突模型提供了一种现实的替代方案。然而，在学习手术切口和皮瓣形成的牙龈罩方面仍有改进的空间。