數(shù)字建模聯(lián)合3D打印在耳郭再造整形中的應(yīng)用

梁久龍，陶 凱，才 華，王俊歌，付志強(qiáng)，金 元，侯明曉

沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院整形外科近期對(duì)先天性小耳畸形需行耳郭再造手術(shù)的患兒應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助耳郭塑型再造術(shù):術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)［1］打印出同側(cè)肋軟骨、健側(cè)鏡像耳軟骨及健側(cè)耳的模型，以便在術(shù)前預(yù)先設(shè)計(jì)、術(shù)中個(gè)體化雕塑、術(shù)后觀察再造耳郭的形態(tài)，效果滿意，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院整形外科2015年5—9月收治的先天性小耳畸形10例，均為男性;年齡12～22歲，平均16歲。耳郭缺損:左耳8例，右耳2例;7例有部分殘耳組織及耳垂存在;7例外耳道閉鎖;患耳聽(tīng)力明顯較正常耳差，但靠健兒和患耳遺留的聽(tīng)力，可以進(jìn)行正常學(xué)習(xí)和生活。

1.2 方法 一期手術(shù)全麻下進(jìn)行第5、6、7、8肋軟骨的切取，雕刻耳郭支架，埋置于深筋膜下層。二期手術(shù)應(yīng)用剩余的梭形肋軟骨重新塑造耳郭形態(tài)［2-5］。術(shù)前均預(yù)先應(yīng)用3D打印技術(shù)制備同側(cè)肋軟骨、健側(cè)耳軟骨及健側(cè)耳的模型，術(shù)中個(gè)體化地進(jìn)行耳支架雕刻，精確進(jìn)行耳支架角度的調(diào)整。

1.2.1 術(shù)前打印3D模型:術(shù)前進(jìn)行肋軟骨和健側(cè)耳的三維CT掃描，獲得數(shù)據(jù)，并以此數(shù)據(jù)由專人制作個(gè)體化的3D模型。

1.2.2 術(shù)前設(shè)計(jì):應(yīng)用已制備好的3D模型設(shè)計(jì)耳支架的大小、角度等，同時(shí)依據(jù)肋軟骨模型選取肋軟骨的位置設(shè)計(jì)需取出的肋軟骨長(zhǎng)度。

1.2.3 手術(shù)方法:采用全麻，在患側(cè)胸部第7肋間設(shè)計(jì)長(zhǎng)約4 cm的切口線，沿設(shè)計(jì)線切開(kāi)胸部皮膚及皮下，鈍性分離肌層，顯露5、6、7肋軟骨，分離骨膜，切取5、6肋聯(lián)合部，再將第7肋全長(zhǎng)切取。肋軟骨切取后，翻轉(zhuǎn)第5、6肋軟骨，以其作為基底，參照術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)打印的健側(cè)耳軟骨模型，以刻刀雕刻出與患者健側(cè)耳形態(tài)相似的外耳輪、對(duì)耳輪、舟狀窩、對(duì)耳屏、三角窩等結(jié)構(gòu)。第8肋軟骨用于架高外耳輪，首先將第八肋側(cè)方切除突起部分，修理整齊，以雕刻刀加深外耳輪內(nèi)側(cè)面，同時(shí)增加肋軟骨的彎曲度，將其與第5、6肋軟骨雕刻后形成的外耳輪固定，架高外耳輪。第8肋軟骨用于架高對(duì)耳輪，同樣修齊突出部分后，將其較粗大一端縱向劈開(kāi)，與第6、7肋軟骨軟骨雕刻所形成的對(duì)耳輪固定。第6、7肋多余部分進(jìn)行耳屏、對(duì)耳屏的雕刻、固定［6］。同時(shí)，在患側(cè)畸形的耳部設(shè)計(jì)“W”形的切口線，用小圓刀沿耳后切口線切開(kāi)皮膚全層，鈍性分離耳后淺筋膜層，蒂部留在耳輪頂點(diǎn)上方靠近耳結(jié)節(jié)處。將已制備好的個(gè)體化耳支架置于筋膜下層。

二期手術(shù)將留置于腹部皮下的梭形軟骨取出，參照3D軟骨耳模的角度行進(jìn)一步雕刻，同時(shí)剝離耳后筋膜瓣，將此梭形軟骨包繞在其中，最后取斷層頭皮覆蓋。

1.3 觀察指標(biāo) 對(duì)本組進(jìn)行平均3個(gè)月的隨訪，分別對(duì)再造耳的形狀、美觀性、與健側(cè)耳的形態(tài)進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)調(diào)查患者的滿意度，非常滿意5分，滿意4分，還可以3分，不滿意2分，十分不滿意1分。

2 結(jié)果

術(shù)后隨訪3個(gè)月，本組應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助耳郭塑型再造術(shù)可準(zhǔn)確雕刻出耳支架，使再造耳形態(tài)與健側(cè)耳更為相似，患者滿意度平均4．5分。

3 討論

目前耳郭再造術(shù)式有如下幾種:①先行耳后區(qū)皮膚擴(kuò)張，二期行耳支架植入，三期行耳垂轉(zhuǎn)位。②先行皮膚擴(kuò)張，二期行耳支架植入，同時(shí)行耳后筋膜瓣+植皮。③一期耳支架植入、耳垂轉(zhuǎn)位，二期行顱耳角成形。④使用假體支架。⑤義耳。耳郭再造術(shù)式的選擇可依照患者的意愿及術(shù)者的個(gè)人習(xí)慣。對(duì)于特殊類型的受區(qū)，如一期耳再造術(shù)失敗、燒傷者，Nagata方法不失為一種較好的補(bǔ)救方法，一期耳支架成形后可行顳淺筋膜瓣加植皮修復(fù)，二期顱耳角成形可行顳深筋膜瓣加植皮修復(fù)。使用假體支架，假體外露發(fā)生率較高，已較少使用。對(duì)于無(wú)法進(jìn)行或不接受肋軟骨耳再造患者，可考慮行義耳安裝。

本研究在術(shù)前預(yù)先為患者打印個(gè)體化的3D耳模型，與以往根據(jù)日本學(xué)者Nagata方法雕耳支架的方法相同，但由于有了個(gè)體化的耳模型，術(shù)中可以根據(jù)模型更加細(xì)致、準(zhǔn)確地調(diào)整耳支架的大小、角度，使得再造耳的形態(tài)與健側(cè)耳更為相似，術(shù)后無(wú)論是正面觀還是側(cè)面觀，相似程度大大提高。②3D打印技術(shù)在各個(gè)學(xué)科、各個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用［17］，成熟的3D模擬和打印技術(shù)將在復(fù)雜骨結(jié)構(gòu)和軟組織形態(tài)的修復(fù)重建中廣泛應(yīng)用，并在未來(lái)10年中逐步完成對(duì)設(shè)備平臺(tái)、材料、方法等的定型。而3D生物打印技術(shù)將被引入再生醫(yī)學(xué)及組織工程學(xué)研究中，并為臨床組織與器官缺損的修復(fù)重建提供重要技術(shù)支持［8-10］。

數(shù)字建模聯(lián)合3D打印技術(shù)近年來(lái)在外科領(lǐng)域尤其是頜面外科、骨科等學(xué)科的應(yīng)用較深入。而在整形外科領(lǐng)域先天性小耳郭畸形耳再造整形中的應(yīng)用還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，然而，對(duì)于一個(gè)器官的再造，尤其是像耳郭這樣一個(gè)具有許多復(fù)雜亞結(jié)構(gòu)單位的器官，需一期就塑造出外耳輪、對(duì)耳輪、舟狀窩、三角窩、耳甲腔、耳甲艇、耳屏、對(duì)耳屏、耳屏間切跡等亞單位結(jié)構(gòu)。同時(shí)，每個(gè)患者的耳郭有自己的個(gè)性化特點(diǎn)，有的外耳輪較高，有的對(duì)耳輪較高;有的顱耳角大，有的顱耳角小;有的耳郭總體狹長(zhǎng)，而有的寬短。耳郭再造中，對(duì)側(cè)(健側(cè))鏡像的3D模型會(huì)含有上述所有特征，術(shù)者在雕刻肋軟骨、塑造耳支架時(shí)，會(huì)有具體的參照，避免了傳統(tǒng)術(shù)式的盲目性和隨意性。雕刻塑造的耳支架具備個(gè)性化，可提高與健側(cè)耳的對(duì)稱性和相似程度［11-14］。對(duì)于二期手術(shù)，進(jìn)行3D打印時(shí)，充分考慮鏡像耳模型與一期手術(shù)再造的耳模型厚度，在計(jì)算機(jī)上模擬出再造耳二期手術(shù)中所需支架的外形和厚度，從而使二期手術(shù)再造的耳郭顱耳角與健側(cè)一致。

總之，對(duì)先天性小耳畸形患者應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助耳郭塑型再造術(shù)，再造耳的形態(tài)與健側(cè)耳相似程度高，方法可行，效果良好。

［1］ 李青峰．3-D打印技術(shù)在整形外科的應(yīng)用［J］．中國(guó)修復(fù)重建外科雜志，2014，283(3):266-267．

［2］ Nagata S．Modification of the stages in totoal reconstruction of the auricle:Part I．Grafting the three-dimensional costal cartilage framework for lobule-type microtia［J］．Plast Reconstr Surg，1994，93(2):221-230．

［3］ Brent B．Microtia repair with rib cartilage grafts:A review of per 410 sonal experience with 1000 cases［J］．Clin Plast Surg，2002，29(2):257-271．

［4］ Firmin F．Ear reconstruction in cases of typical microtia:Personal experience based on 352 microtic ear corrections［J］．Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg，1998，32(1):35-47．

［5］ Chia H N，Wu B M．Recent advances in 3D printing of biomaterials［J］．JBiol Eng，2015，9:4．

［6］ Storck K，Staudenmaier R，Buchberger M，et al．Total Reconstruction of the Auricle:Our Experiences on Indications and Recent Techniques［J］．Biomed Res Int，2014，2014:373286．

［7］ 李益敏，鄭永生．快速成型技術(shù)在顱頜面外科中的應(yīng)用［J］．中國(guó)美容醫(yī)學(xué)，2007，16(9):1309-1311．

［8］ Rozen W M，Ashton M W，Stella D L，et al．The accuracy of computed tomographic angiography for mapping the perforators of the deep inferior epigastric artery:a blinded，prospective cohort study［J］．Plast Reconstr Surg 2008，122(4):1003-1009．

［9］ Gerstle T L，Ibrahim A M，Kim P S，et al．A plastic surgery application in evolution:three-dimensional printing［J］．Plast Reconstr Surg，2014，133(2):446-451．

［10］ Im D D，Paskhover B，Staffenberg D A，et al．Current management of microtia:a national survey［J］．Aesthetic Plast Surg，2013，37(2):402-408．

［11］ Brent B．Auricular repair with autogenous rib cartilage grafts:two decades of experience with 600 cases［J］．Plast Reconstr Surg，1992，90(3):355-376．

［12］ Chen Z C，Goh R C，Chen PK，et al．A new method for the second-stage auricular projection of the Nagata method:Ultra-delicate split-thickness skin graft in continuity with full-thickness skin［J］．Plast Reconstr Surg，2009，124(5):1477-1485．

［13］ Levine JP，Patel A，Saadeh PB，et al．Computer-aided design and manufacturing in craniomaxillofacial surgery:the new state of the art［J］．J Craniofac Surg，2012，23(1):288-293．

［14］ Sharaf B，Levine J P，Hirsch D L，et al．Importance of computer-aided design and manufacturing technology in the multidisciplinary ap-proach to head and neck reconstruction［J］．JCraniofac Surg，2010，21(4):1277-1280．