3D打印脊柱側彎矯形器：科技為青少年挺直脊梁

來源：九院3D打印中心王金武團隊

脊柱側彎是指脊柱在三維空間上發(fā)生異常彎曲，通常呈現"C"型或"S"型曲線。在10-18歲的青少年中，特發(fā)性脊柱側彎（原因不明）最為常見，約占80%的比例。全球約有2-3%的青少年受到不同程度脊柱側彎的影響，其中女孩的發(fā)病率高于男孩。

輕度側彎可僅需觀察，定期隨訪，但當Cobb角（衡量側彎程度的指標）超過安全范圍時，通常需要考慮矯形器治療。傳統(tǒng)矯形器雖然有效，但存在體積大、透氣性差、壓力分布不均等問題，導致許多青少年患者依從性不佳。

3D打印技術如何革新矯形器制作

從掃描到設計的數字化流程

3D打印矯形器的制作始于高精度三維掃描。相比傳統(tǒng)取模使用的石膏繃帶，掃描過程無不適感且精度高。工程師隨后在專業(yè)軟件中設計矯形器，根據醫(yī)生標注的施力區(qū)域和釋放區(qū)域，精確計算所需的壓力分布。智能算法能自動優(yōu)化結構，在保證支撐力的前提下減少材料用量，使最終產品輕量化。

增材制造的獨特優(yōu)勢

與傳統(tǒng)減材制造（切削加工）不同，3D打印采用逐層堆積的增材制造技術。這種工藝帶來三大革命性改變：

結構自由

可制造傳統(tǒng)工藝無法實現的復雜網格結構，既減輕重量又保證強度。

梯度硬度

同一矯形器不同區(qū)域可采用不同密度結構，實現剛柔并濟的效果。

精準適配

完全依據患者解剖數據定制，貼合度達95%以上。

智能材料的應用

現代3D打印矯形器采用熔融沉積技術（FDM）打印支具，使用聚碳酸酯（PC）等輕質材料，具有記憶形變特性。當體溫加熱材料時，矯形器會輕微軟化以更好貼合身體；冷卻后則恢復預設形狀，持續(xù)提供矯正力。部分高端產品還嵌入傳感器，可監(jiān)測佩戴時間和壓力分布。

脊柱側彎矯形器原理

通過三點力系統(tǒng)，對脊柱的變形進行矯正，同時結合腹壓，增強軀干的支持力，從而減少脊柱及其肌肉、韌帶的縱向負荷；通過對軀干運動的限制，利用被動和主動的矯正力來改變脊柱的對線關系。

3D打印脊柱側彎矯形器代表了個性化醫(yī)療與數字制造的完美融合。它不僅解決了傳統(tǒng)治療的痛點，更重塑了青少年患者對矯形器的認知——從"不得不戴"到"愿意佩戴"。當科技既能矯正脊柱，又能呵護心靈，我們便真正實現了"以患者為中心"的醫(yī)療革新。

隨著技術普及和醫(yī)保覆蓋擴大，這項創(chuàng)新療法有望惠及更多家庭，讓每個孩子都能挺直脊梁，自信面對成長的挑戰(zhàn)。