实体模型的力量：查尔斯王子医院的3D打印手术案例

2025年7月14日，澳大利亚布里斯班的查尔斯王子医院外科医生成功为一名50多岁的男性患者实施了一项复杂的主动脉手术，患者的主动脉扩张至正常大小的四倍，医护人员形容其胸部如同“定时炸弹”。为了确保手术的成功，医生团队使用了真人大小的3D打印主动脉模型，这一技术创新为手术提供了重要支持。



3D打印模型的设计与制作
这款3D打印的主动脉模型由赫斯顿生物制造研究所的工程师精心设计，花费了近四天时间，使用多种材料打印而成。模型不仅能准确地反映主动脉的形状，还具备一定的柔韧性，方便外科医生在手术前进行触摸和研究。

利亚姆·乔治森是参与制作该模型的工业设计师，他表示，模型结合了硬质和软质材料，这使部分区域摸起来像骨头，而其他区域则如同肌肉，能够更真实地模拟人体内部结构。




△柔软的3D打印模型

精确手术规划的重要性
在澳大利亚和新西兰，共有39个医院单位能够进行成人心脏手术，但仅有少数医院能够执行高度复杂的手术如主动脉弓置换术。这类手术不仅耗时长达9小时，还需要在手术中冷却患者的身体并暂停血流约20分钟，外科医生需要快速安装合成移植物。查尔斯王子医院的血管和血管内外科医生萨曼莎·佩登博士形容使用的移植物为“柔软的防水夹克”，并称其“如同精美的管道”。



传统上，外科医生在规划手术时依靠二维扫描图像（如CT或MRI）。然而，借助逼真的3D模型，医生们能实际握住、旋转并详细检查患者动脉的形状。这种动态交互的方式能够帮助外科医生更精准地规划复杂的曲线和脆弱的血管结构，大大降低手术风险。


△查尔斯王子医院手术室内，外科医生正在为一名男子进行主动脉大部分置换手术

患者的良好恢复情况
手术后患者恢复良好，目前已离开重症监护室，开始了康复治疗。根据医院报告，他没有出现截瘫等严重并发症，手臂和腿部均能正常活动。尽管如此，他仍需在年内接受第二次手术，以更换主动脉下段。此次手术的成功不仅归功于3D打印技术的应用，还体现了创新在临床实践中的转化价值。佩登博士表示：“这是健康创新直接转化为临床实践改善的真实案例。”

推广3D打印技术的前景
查尔斯王子医院并非首次在心脏手术中使用3D打印。根据医院推出的相关项目，近年来，其心胸外科研究部门已成为3D打印主动脉装置的领导者。2022年，他们借助PEARS（个人外部主动脉根部支持）项目，为超过100名患者提供了3D打印的主动脉根部外部支持装置，显著改善了患者的预后。

这一案例突显了3D打印技术在医疗领域的巨大潜力。赫斯顿生物制造研究所正继续研发更先进的模型，未来可能会添加模拟血流的功能，让医生在实际手术前进行更加逼真的练习。通过建立实体模型，外科医生能够在手术前更好地准备，有效减少了潜在风险。