3D打印技术在义眼上的应用，传统义眼片走向末路

眼球摘除术是目前治疗绝对期青光眼、眼球严重破裂伤、眼内恶性肿瘤最终的手术治疗方案，但术后眼球缺失所致的永久性视力丧失、上睑塌陷和眼窝凹陷，给患者带来沉重的精神和心理负担。选择眼座植入术植入合适的义眼座弥补眶内容物缺失并配戴合适的义眼片，是修复眼球缺失、恢复面部外观较为理想的治疗方案。

临床上使用的眼座多为固定形状的球形眼座，无法根据患者自身眼眶的特点进行个体化的选择。目前国内导致眼球摘除术的主要原因是眼外伤，复杂眼外伤的患者往往合并有眼眶骨折，眼眶软组织挫伤，以及锐器切割伤后的疤痕挛缩畸形等。因此，根据患者眼眶骨性结构和眶内软组织结构的特点，设计个体化的义眼座并将其植入患者眶内，可以尽可能地弥补患侧眶内容物的缺失，达到与健侧眼眶的匹配，进而可以最大程度地恢复患者的面部外观。

3D打印（3D Printing)技术又称快速原型制造（Rapid Prototyping andManufacturing,简称RP或RP&M)， 是一种将“去除材料” 的传统加工方法变为“增加材料” 加工方法的新技术。 赛纳数字医疗3D打印义眼片就是在2022年推出的新技术，填补了国内3D打印义眼片的空白。

3D打印技术自1987年被首次提出以来，在世界范围内得到了很快的发展并取得广泛的应用。该方法可以快速、高精度、个体化地将计算机模型、CT扫描数据制造成任意形状和结构的植入体。因此，采用先进的数字医学图像的分析和处理技术，对眼眶骨性结构和眼眶内软组织进行测量，精确地读取如眼外肌、眼眶脂肪等软组织的影像学细微变化，准确重建眼眶组织结构和容积变化，可以实现眼眶硬组织、软组织的精准三维建模和测量。

通过以3DMed软件作为开发平台，以Graph Cut分割算法为基础，设计构建一种能够应用于临床、具有方便交互方式的、针对眼眶软组织(如眼外肌、眼眶脂肪等)分割的医学图像分割方法，可进行眼眶骨性组织、眼外肌和眶内脂肪等软组织的可视化三维重建和体积测量，并在此基础上进行数据分析和转换， 设计出眼座大小形态最为合适的个体化眼座数字化模型， 利用3D打印快速成型技术直接打印出该多孔眼座。

另一方面，眼座暴露、感染是眼座植入术后最常见的并发症，而眼座血管化不足是眼座感染、暴露的主要原因。多孔眼座植入后，新生血管及纤维结缔组织沿多孔孔道从外周向内渗入的过程即为眼座血管化。 眼座材料的血管化效率不仅与义眼座材料构成有关，也与多孔眼座的孔道贯通性和孔道微结构相关。研究表明多孔支架材料的内部孔径大小，形态及排列方式，支架材料的孔隙率，均可直接影响细胞粘附、增殖、迀移等行为。正常眼球重量一般为7克，义眼片重量约为2克，理想的义眼座重量应低于5克， 密度应低于1.2g/cm3，因此较高的孔隙率可有效减轻义眼座的重量，有利于充分保留义眼的活动度。借助于3D打印技术，确保了多孔眼座的内部孔道完全贯通和高孔隙率的性能。

传统的多孔支架制作方法多为减量制造模式，主要有有机泡沫浸渍法、冷冻干燥法、造孔剂法、气体发泡法和热诱发相分离法等，存在操作复杂， 孔径不均一，贯通性不良，孔隙难以有效控制等不足，而3D打印技术则属于增量制造技术，在支架的快速成型，内部孔道贯通性，孔隙尺度的可控性上存在无可比拟的优势。 运用3D打印技术可有效解决孔道贯通性，孔道尺度可调性和较高孔隙率几者协同的问题，提高了多孔眼座的生物学功效，促进眼座的快速血管化，并使眼座的整体质量更轻，进而提高了眼座的活动度，使患者获得更为逼真的外观效果。

在表面结构设计上，传统的义眼座表面的多孔孔径均一，虽然多孔眼座有利于纤维血管长入，但是多孔的表面相对粗糙，可对其表面覆盖的结膜产生切割和摩擦作用，而采用梯度前表面孔径的设计，可大大降低义眼座前表面粗糙度，有效减少义眼座对其表面结膜组织的磨损，降低眼座暴露的发生率。另外，传统的义眼座表面也缺少眼外肌附着的部位。为了使眼外肌可以固定在义眼座上，常用的方法为采用包裹材料(如巩膜壳，真皮组织，脱细胞角膜基质，涤纶外科修补材料等等）包裹义眼座，再将眼外肌缝合固定在包裹材料上，但是包裹材料致密，不利于血管组织长入，因而延缓了眼座的血管化，并且在眼座植入术中进行包裹处理，使手术操作变得复杂，延长了手术时间，造成额外的组织损伤，不利于术后恢复，也增加了术后感染的隐患。

因此， 在表面结构设计上预先设计出特殊的可用于眼外肌附着的结构，并借助于3D打印技术实现个体化设计的义眼座，可简单方便地在术中固定眼外肌，缩短手术时间，减少组织损伤，有效地提高了眼座的活动度。