1、颈椎辅助螺钉置入：
椎弓根螺钉内固定由于其优异的生物力学特性，已成为颈椎后路手术中最强、最常用的内固定方法。
然而，放置椎弓根螺钉困难、效率低且风险大。出于本研究的目的，我们通常将颈椎分为寰枢椎和颈下椎（C3-C7）。
为了解决这个问题，郭等人设计了上颈椎椎弓根螺钉固定导航模板，在3D打印模型上放置了32颗螺钉，合格率为94.60%。
与徒手置钉组相比，减少了透视的操作时间和次数，对医患双方都有好处。
陈等人修改了传统的 3D 打印指南，比以前更准确。它拆除了原来的导向通道，并用一根向内移动的导航杆取而代之，只保留了螺丝孔。12具尸体颈椎标本中置入螺钉48颗，螺钉置入良好率为97.9%。
在临床实践中，遇到病情复杂的患者，该手术导板还表现出较高的螺钉放置准确率，提高了手术精度，减少了术后并发症。
Li 等人发现模板的使用显着提高了椎弓根螺钉置入的成功率。C1 椎弓根螺钉的安全率达到 96.7%，C2 椎弓根螺钉甚至达到 100%，显示出作为徒手螺钉置入治疗齿状突骨折的良好前景。
浦等人使用了改进的 3D 打印模板，导模板两侧有通道，还有一根长 30 毫米、直径 3 毫米的导柱。
在 17 例患者中，改良导板在寰枢椎椎弓根螺钉置入的准确性和安全性上均有显着提高，成功率为 97.06%。
此外，其他螺钉置入方法也进行了一些研究，如经关节螺钉固定、枕颈螺钉、C1侧块螺钉-C2椎弓根螺钉（C1LMS-C2PS）固定和C2椎板螺钉 (C2TLS)。
得出的结论是，手术导板可以简化经关节螺钉和 C2TLS 固定，提高螺钉的准确性 。在临床实践中，尚未观察到螺钉错位。
每位患者均未观察到神经或血管损伤。虽然 C1LMS-C2PS 固定具有降低血管损伤风险和实现即刻刚性固定的优势，但这种方式很难放置螺钉。
菅原等人发现模板可以精确地贴合并锁定在椎体模板上，并且螺钉插入成功完成，螺钉没有皮质侵入。与计划轨迹的平均偏差仅为 0.70 ± 0.42 mm。
中、下颈椎的解剖变异较大。如果没有可识别的解剖标志，即使有透视辅助，也很难确定正确的插入点和插入角度。
我们完成了多项尸体研究以测试引导模板的影响，并证明引导可以显着提高螺钉放置的准确性。
通过理论研究，在放置手术导板方面获得了更多经验，这些经验也用于临床辅助外科医生。
卢等人在 25 名颈椎病患者中通过导板放置 88 颗螺钉在 C2-C7 段。螺钉导板的术后放置被证明是准确和适用的，减少了患者的手术时间和辐射暴露。
Pijpker 等人发现 76 颗螺钉轨迹的进入点和角度偏差分别为 1.40 ± 0.81 mm 和 6.70 ± 3.77°。在没有神经血管损伤、小关节侵犯或椎弓根壁侵犯的情况下达到安全水平。
是否应考虑软组织仍有争议。通过试验，学者们在指南的放置方面吸取了一些教训：
减少对引导放置的软组织干扰。
钻孔足够长。
体外刺激以确定轨迹安全性。
引导尺寸不超过单个椎骨的间距。
然而，有人建议可以尝试通过从骨表面去除软组织来优化引导模板的表面。
张等人进行了尸体研究并从骨表面去除了软组织。总共放置了 158 颗螺钉，准确率为 98.1%。
在此基础上，彭等人开发了用于引导皮质骨轨迹螺钉的模板。成功提高了螺钉置入成功率，减少了术中并发症。
金山等人为 20 名连续患者提供了指南。它直接适合目标椎骨模板，即使在手术过程中脊柱排列发生变化，也能防止螺钉偏离预期轨迹。
此外，也有学者对整个颈椎进行了研究。他们根据不同的细分市场选择了理想的螺丝通道。导航模板提高了颈椎固定患者的准确性和安全性。几乎所有的螺钉都置入椎体而没有侵犯皮质。术中无血管或神经损伤。
综上所述，颈椎螺钉置入的 3D 打印导板仍处于体外研究阶段。有临床经验，但缺乏随机对照长期观察试验。这可能是由于颈椎模板对椎弓根入口点的要求较高，模板放置普遍不稳定，以及软组织的干扰。此外，最近研究了可吸收手术导板 。使用生物可吸收导板有效地消除了脊柱融合后移除模板的需要，并且不会像金属植入物那样在成像中出现困难。 然而，生物可吸收模板是否为融合提供足够的稳定性的问题是有争议的，仍在调查中，值得医生关注。
2、胸椎辅助螺钉置入：
徒手螺钉置入仍然是胸椎椎弓根螺钉置入最主要的方法。然而，胸椎椎弓根的尺寸使得椎弓根螺钉内固定困难且风险大。3D 打印模板现在是解决这些技术挑战的理想解决方案 。
马等人在 20 个胸椎尸体标本中总共插入了 240 个胸椎螺钉。与徒手方法相比，导航模板显示出更高的准确率（约 93.4%）和更低的风险发生率。
为了有效评估人体胸椎的有效性，Chen 等人在 25 个人类尸体胸椎中放置 50 颗螺钉时应用了外科导板。螺钉置入精度高，手术时间短，值得临床推广。
在微创手术中，Li 等人进一步改进了 3D 打印指南。他们成功地在六具成人尸体的T6-L1段双侧放置了96颗椎弓根螺钉，CT准确率为98.6%结果。单手操作时，导板没有松动或移位。它缩短了引导模板放置的学习曲线，使其值得进行更多的临床试验。
已经尝试在胸椎中使用 CBT 螺钉中的引导模板 。对于骨质疏松症或其他可能导致螺钉松动的疾病，这是理想的螺钉放置方式。预计将进行进一步的体内研究。
Chen等人首先提出了确定最佳螺钉轨迹的概念。对于每个椎骨，只能有一个最佳的螺钉放置轨迹。他们设计了一个 3D 打印指南来辅助放置 358 颗胸椎椎弓根螺钉，以便找到通过椎弓根中心轴的最佳轨迹。与设计轨迹相比，98.6%的螺钉入口点准确，98.9%的螺钉出口点准确。
医师逐渐建立起使用导板完成手术的信心，积累了胸椎导板的使用经验。
胡等人在 151 名患者的中上胸椎中总共放置了 582 颗椎弓根螺钉。582 颗螺钉中的 559 颗（96.1%）完全位于胸椎椎弓根内，显示出良好的放置精度。
此外，菅原等人描述了一种新的配合锁定模板和多步螺钉插入技术，用于更准确地放置螺钉。没有发现螺钉侵犯椎骨模型的椎弓根皮质。
为了准确指导 PS 插入，Sugawara 等人制作了三个模板，可以覆盖薄片的 3D 形状，并开发了一个独特的多步骤程序。术后 CT 扫描证实，颈椎和胸椎的 801 颗螺钉（98.5%）被准确放置，没有侵犯皮质。血管或神经没有受伤。
纳迪奥等人提出了一种创新的 3D 打印导轨分离设计。它加快了标准手术程序，减少了手术时间，在螺钉定位精度和 X 射线曝光时间方面取得了优异的成绩。
3、腰骶椎辅助螺钉置入：
在动物和尸体试验中，所有外科医生都对 3D 打印手术导板模板给予了积极的反馈，例如易于操作、螺钉放置精度的提高以及辐射暴露的显着减少。
此外，他们还测试了 3D 打印手术导板用于微创腰椎椎弓根螺钉置入的可行性。结果表明，导向器可以显着提高螺钉放置的准确性，减少过度的辐射暴露。
赵等人同时将传统的椎弓根轨迹 (TPT) 和 CBT 螺钉置入尸体中，82.5% 的螺钉完全位于皮质骨中。这是一种安全、准确的椎弓根螺钉置入方法。该模板显示了临床应用的潜在选择。
Marengo 等人对后路腰椎皮质骨轨迹螺钉手术导板进行了首次临床研究。
随后，越来越多的作者报告了在腰椎螺钉置入中使用导板。它在尸体研究中提供了类似的效果。在随访中，患者表现出疼痛和跛行减轻。
佩特龙等人评估了 238 名接受 CBT 融合治疗退行性腰骶部疾病的患者。
通过比较，手术导板的使用减少了手术时间、辐射暴露和并发症，与其他螺钉置入方式相比，螺钉置入成功率高达 93.9%。
需要更多关于长期结果和准确性的临床研究，以直接比较传统椎弓根螺钉与 CBT 螺钉的放置。
松川等人使用患者特定的模板指南评估长 CBT 螺钉置入的临床准确性。共193颗螺钉（97.5%）完全置入椎弓根内，未发生神经血管损伤。近年来，一种新型的 3D 打印引导模板辅助经椎弓根椎间盘 (TPTD) 腰椎螺钉固定已被设计并在 3D 打印脊柱模型上得到验证。
骶骨骨折是临床常见病。在放置 S2 Alar-Iliac (S2AI) 螺钉时，许多外科医生使用 3D 打印手术导板。与徒手置钉组相比，使用引导模板显示出更高的准确率。
在放置骶髂横螺钉 (TSS) 时，Wu 等人使用指南帮助 22 名骶骨骨折患者放置。导板的使用显着减少了患者的手术时间和辐射暴露。
更重要的是，Eltes 等人提出了一种基于患者特定生物力学特征的 3D 打印指南，该指南更便宜，并且减少了术中 X 射线暴露。这样的指南可用于翻修脊柱手术或在进一步临床验证后用于更具挑战性的病例。但是，同样重要的是要考虑到导航模板的单独设计需要软件支持、复杂的指南设计过程以及较长的学习曲线来操作软件。
4、脊柱畸形：
目前，椎弓根螺钉已成为矫正脊柱畸形的主要手术方法。
由于螺钉可以穿过脊柱的前柱、中柱和后柱，因此使用椎弓根螺钉代替其他固定装置可以更好地矫正和稳定。
然而，脊柱畸形的变化与弓根不足、椎体的旋转和压缩、关节和椎间盘增生、融合和附着韧带的骨化有关，导致难以识别传统的骨标记和插入角度。
X射线等常规影像数据的使用，使得外科医生难以获得直观、准确的3D解剖信息，导致螺钉置入失败率高。
此外，由于不同脊柱畸形患者之间的差异性很大，患者的肺、脊髓、大血管和神经根常有继发性结构变异。
3D 打印导板摒弃了先前的椎体解剖定位，克服了空间椎体结构的变化，并消除了对昂贵设备的需求 。
梁等人比较了1384个模板置入的椎弓根螺钉与1392个徒手置入的椎弓根螺钉，模板辅助置入的准确性明显高于徒手置入的准确性。3D打印模板组手术时间和失血量均明显减少。
李等人回顾性分析了 16 例患者，发现如果使用模板，椎弓根螺钉的位置更准确。
切奇纳托等人观察到，引导组的螺钉放置准确率为 96.1%，显着高于徒手组的 82.9%，脊柱矫正率为 60%，证明了替代传统徒手螺钉放置技术的可行性。
特别是在矫正严重（Cobb 角 >70°）和刚性（柔韧性 <30%）脊柱侧弯时，风险仍然很高 。
罗等人为严重脊柱侧弯患者设计了一个手术导板，并用它来协助 15 名患者放置椎弓根螺钉。植入椎弓根螺钉244颗，辅助置入成功率96%，缩短了手术时间。尽管关于在脊柱侧弯中应用多级钻孔引导模板的临床报告有限。
刘等人在 48 颗椎弓根螺钉中应用了多级模板，用于治疗严重的刚性脊柱侧凸。93.8%的椎弓根螺钉通过模板准确放置，所有螺钉一次性植入，无需调整。
这项研究表明，使用导板可显着降低严重和僵硬脊柱侧凸中皮质穿孔的发生率，并且该技术具有临床潜力。
先天性脊柱侧弯是脊柱畸形矫正手术中比较棘手的问题之一。
这些技术的缺点包括对幼儿的高辐射暴露、增加的手术时间、潜在的失血和高成本。
对于仍处于发育过程中的青少年，Senkoylu 等人设计了一种 3D 椎弓根螺钉导向器，在总共 134 颗螺钉中实现了 92.5% 的螺钉的定位精度。
涂等人使用 3D 打印导板辅助 24 例脊柱侧弯患者置入螺钉，总体准确率为 95.56%，显着高于常规治疗组的 82.76%。
- 术前准确规划和设计截骨范围至关重要。由于脊柱畸形的复杂性，脊柱截骨术已广泛应用于脊柱畸形的矫形治疗，临床效果良好。
- 但如果截骨过大，可能会损伤相邻的脊神经和血管，难以维持脊柱的稳定性，而如果截骨过小，则对改善畸形外观没有效果，达到足够的效果。
- 因此，基于个体患者设计的3D打印脊柱截骨导板可以为截骨手术提供精准的指导，将脊柱截骨从经验的束缚中解放出来，进入数字化阶段，简化手术过程。
- 在设计导板时，要考虑脊柱的矢状面和冠状面平衡、脊神经的松弛程度、心肺状态、椎前血管的顺应性等因素，以及肌肉拉力，以便确定合适的截骨区域。
- Pijpker 等人使用 3D 打印患者专用截骨模板来指导椎弓根减除截骨。这是第一份描述这种技术用于复杂脊柱截骨术的报告。8天后患者出院，没有任何神经功能障碍。术后早期 X 线片显示后凸畸形得到良好矫正，后凸角度从 74° 减少到 22°，冠状面正常化。
- 涂等人报道了一种对严重胸腰椎后凸畸形患者进行复杂不对称楔形椎弓根截骨术的新方法次要于 AS。术后 X 光片显示截骨部位的平均矫正度为 65.9°。末次随访时，CT 扫描显示所有 9 例患者截骨部位骨融合，无螺钉松动。
6、其他：
近年来，有人尝试在经皮椎体成形术(PVP) 和椎间内镜手术 中使用 3D 打印导板应用穿刺技术。
通过软件中的术前模拟，建立最佳入皮点、进针轨迹、穿刺深度，制定最佳穿刺方案，缩短椎间盘手术时间消融。
遵循准确的穿刺路径，可以减少水泥泄漏的发生率。
虽然理论上导板能够实现精确的螺钉放置，但是3D打印导板的精确匹配以及软组织滑移导致的对位面缺乏稳定等问题仍有待解决。
由于印刷材料的限制，我们需要解决模板在低温蒸汽消毒后变形的问题。
二、 创伤：
由于骨折类型的复杂性和多样性，创伤手术具有广泛的治疗选择，导致结果差异很大。
一些复杂的粉碎性骨折需要扎实的解剖知识和丰富的手术经验，但即使如此，也很难实现良好的对线和精确的固定，往往导致骨折重新定位不理想以及模板和螺钉固定错位。
此外，部分骨折畸形愈合患者常出现不同程度的疼痛或功能障碍，严重影响其生活质量。需要截骨手术改变肢体的受力线，以矫正畸形，保证关节稳定，缓解疼痛。
截骨方法分为角度截骨、旋转截骨和平移截骨。
截骨部位的选择以利于截骨固定、促进骨折愈合、不干扰关节功能为原则。
在过去的十年中，整形外科医生越来越多地使用 3D 打印技术来制造术中辅助设备，包括切割导板、导丝和螺钉导板。
如表 4所示，这允许外科医生进行复杂的骨折固定和间断重建。
外伤病例主要分为骨盆、需要负重的下肢、非负重的肱骨和尺骨、桡骨和手的舟骨。
1、股骨和胫骨：
关于下肢，几乎所有股骨和胫骨的临床测量都显示术后矫正不足。
特别是，胫骨平台截骨在冠状面和矢状面的矫正程度与术前计划有很大不同。
胫骨平台骨折治疗的基本要求是恢复肢体的受力线和关节面的平整度。
为了评估复杂胫骨平台骨折手术钢板和螺钉个性化术前计划的准确性，Huang 等人使用 3D 打印手术导板识别 33 个螺钉入口并放置 6 个锁定加压板在六名胫骨平台骨折患者中。
术后X线片显示螺钉长度、入钉点、螺钉方位等参数与术前计划无明显差异，钢板匹配良好，应用效果良好。
其他外科医生将模板应用于双髁胫骨平台骨折或楔形高位胫骨截骨术。术后螺钉固定及截骨准确，随访期间未发生感染、深静脉血栓（DVT）、神经血管损伤等围手术期并发症。
微创手术可以减少患者的创伤、肌肉疤痕的形成和恢复时间，但手术难度更大。
董等人报道一例经皮引导微创内固定治疗胫骨平台骨折。术后影像显示骨折复位准确、关节面平整、螺钉固定满意，是临床实现胫骨平台骨折微创治疗的一种选择。
孙等人回顾了总共 54 名接受股骨远端骨折微创经皮钢板截骨术 (MIPPO) 的患者。模板引导的MIPPO组手术准确度更高，股骨长度、解剖股骨远端外侧角（aLDFA）、解剖股骨远端后角（aPDFA）和前倾角变化较小，对线更整齐，优势更显着。此外，指南的帮助可以减少新手和经验丰富的外科医生之间的差距。
胫骨平台畸形愈合（TPM）可以通过关节内矫正截骨术恢复到膝关节表面的解剖位置，但精确的恢复并不容易。
许等人使用 3D 打印手术导板来提供截骨的精确定位并改善 TMP 结果，这是传统手术的可行替代方案。
张等人设计了一份指南，以协助横向胫骨骨转运 (TTBT) 手术，以促进血管再生对治疗糖尿病足患者的影响。该导板有效地保护了骨窗和骨膜的相对完整性。
然而，这些手术导板模板也有其局限性。
手术导板的精确定位是通过在骨骼周围充分暴露来实现的，流向骨膜的血流可能会受到影响。缺乏软组织可能导致术后伤口并发症（例如感染）。此外，手术导板的使用仅限于某些解剖边界以去除骨膜软组织。
2、肱骨：
在肱骨疾病中，手术导板主要用于辅助肘内翻畸形的矫正。
截骨的关键是确定截骨区域、截骨角度和底边长度。
传统的截骨角度基于射线照相测量并且具有不令人满意的截骨精度。
3D 打印截骨导板可用于大大提高截骨精度、减少术后并发症和降低手术室成本。
但与肱骨骨折的计算机辅助虚拟手术技术相比，模板存在争议。
有人将引导模板应用于狗肘部，发现它可以准确放置在肱骨髁中。
在患有肘内翻畸形的儿童中，截骨导板安装在截骨区域并引导克氏针固定。
奥卡等人报告了一名肘部骨折愈合后出现肘内翻畸形的儿童。截骨手术 20 个月后，肢体的外观明显改善，肘部活动范围恢复到手术前的水平。
大森等人对 17 名髁上骨折后肘内翻畸形的患者进行了矫正截骨术。矫正后肘关节活动范围恢复正常，为未来改善肘关节畸形的患者提供了新的解决方案。
3、桡骨和尺骨：
前臂截骨可分为桡骨柄截骨、桡骨远端和尺骨联合截骨，或仅尺骨或桡骨单侧截骨。
3D 打印模板可用于矫正前臂旋转受限的桡骨和尺骨干的畸形。这已用于患有先天性或创伤后畸形的成人和儿童患者。
在 Bauer 等人的一项研究中，连续 19 名接受前臂截骨术的儿童应用 3D 打印手术导板，发现所有患者术后骨愈合良好，无需通过骨骺固定. 畸形程度明显减轻，术后无并发症发生。
对于桡骨远端骨折畸形愈合的矫正，我们使用手术导板辅助截骨和螺钉放置。
设计基于对侧未受伤桡骨远端畸形矫正的 3D 打印手术导板的优势是显而易见的，但需要进一步研究以确定这些辅助工具是否会影响功能结果、畸形矫正和并发症发生率，以及它们是否具有成本效益。
桡骨远端骨折畸形愈合的矫正截骨术具有挑战性。
在尸体研究中，一种新的微创截骨方法达到了与开放手术相当的准确性 。
霍尼格曼等人使用导向模板引导桡骨远端螺钉置入和截骨，实现快速可靠的准确解剖。
卡萨里等人使用导板治疗桡骨关节内骨折。在 16 个月的随访中，患者的所有运动范围都恢复了，并且在屈曲、伸展和旋转方面表现出明显的恢复。
4、舟状体：
在没有或很少移位的舟状骨骨折中，3D 打印导板可以简单而准确地放置中央导丝以进行经皮舟状骨固定 。
多个尸体模型已经证明，使用 3D 打印导板辅助螺钉放置可以减少与计划位置的线性和角度偏差，缩短手术时间，并减少对透视检查的需求。
万等人进行了微创经皮内螺钉固定的尸体研究和初步临床研究。术中导板很好地贴合皮肤表面，导丝和螺钉在一次疗程中准确安装。手术时间和 X 射线照射时间在临床上显着减少，术后手部功能恢复良好。
5、骨盆：
骨盆螺钉技术的最新发展减少了传统手术的创伤，同时提供了更好的生物力学性能。
然而，骨盆螺钉置入需要精确的轨迹和该领域经验丰富的操作者，以及从多个角度重复术中透视以确定解剖关系。
陈等人在尸体上放置了 64 块钢板和 339 颗螺钉，没有皮质破裂。在手术过程中，引导模板在适当的预定区域附着到骨表面。
6、其他：
除了常用的螺钉和截骨导板外，还有骨盆骨折和假体放置导板。
一些学者利用了骨盆骨折的 3D 重新定位、重新定位的骨折形式的 3D 打印、预弯曲钢板和术中应用的设计。
这种依赖预弯曲板的 3D 模型来指导骨折重新定位为将引导模板技术应用于骨折重新定位提供了有意义的尝试 。
许多其他学者也尝试将辅助导板用于不同的外科手术，例如个性化引导的骨科导板和个性化骨缺损修复导板 ，以便为困难的手术问题提供更有效和准确的解决方案。
三、联合的
在关节手术中，关节置换术后患肢力线和软组织平衡的恢复是评估手术成功与否的重要因素。
术中截骨的准确性是决定性的。统计数据表明，超过一半的初次关节成形术和二期翻修失败是由于术中截骨术不充分造成的。
3D打印截骨导板是一种根据假体类型和患者截骨平面处理图像数据的数字化方法，显着降低了术中截骨手术的难度，缩短了手术时间。
如表 5所示，手术导板的使用在改善手术结果、肢体力线准确性、软组织平衡调整和术后关节活动度方面具有重要的临床意义。
此外，手术导板的使用减少了手术器械的种类，从而减少了设置和处理时间以及消毒成本。
手术时间的缩短可能有助于降低感染率，并且缺乏髓内辅助装置也降低了脂肪栓塞的风险。
手术导板用于治疗关节相关疾病，包括骨折、肩关节置换、全髋关节、膝关节、踝关节和髋臼周围截骨术。
1、肩膀：
2、髋部：
髋关节发育不良（DDH）是髋臼对股骨头的不完全覆盖，是髋关节骨关节炎（OA）的主要原因。
在保髋手术中，髋臼周围截骨术（PAO）和股骨近端截骨术可以有效缓解疼痛，改善关节功能。
3D 打印指南使其成为提高股骨截骨术准确性、减少辐射暴露和缩短手术时间的有效且安全的方法 。
在尸体的研究中，模板极大地促进了截骨段的术中旋转和固定，并允许根据预先计划的数据准确地最终放置髋臼 。
王等人设计了一个定制的切割模板，并将其应用于所有 20 名患者的实际髋臼周围截骨术 (PAO)。它不仅可以缩短手术时间，还可以减少使用的照射次数，这对外科医生和患者都有好处。
施耐德等人为接受微创髋关节置换术的患者使用模板并发现大多数截骨术可以精确到 3 毫米偏差以内。
锁定加压儿科髋关节钢板（LCP-PHP）手术导板是郑等人创新提出的。减少术中对股骨颈骨骺的损伤，提高螺钉放置的准确性。它显着减少了手术时间、术中出血和患者在手术过程中的辐射暴露。
全髋关节置换术被公认为治疗终末期髋关节疾病的有效手术方法。尸体研究表明，该模板提高了杯子放置的准确性，为临床实践提供了理论依据。
严等人对 25 名接受全髋关节手术的患者进行了研究。12例使用3D打印导板的患者手术时间、术中及术后出血情况、术后6个月Harris髋关节评分（HHS）评分均较好，无感染及关节松动发生，加快了患者康复和生活质量。
涂等人评估了 12 名在全髋关节置换术 (THA) 中使用 3D 打印个性化引导模板治疗 DDH 的患者。
3D打印个性化引导模板满足了外科医生对Crowe IV DDH治疗的具体要求，患者术后恢复良好，髋关节无松动，为髋臼重建精准定位定向提供了新的个性化手术方案。股骨截骨术。
与传统全髋关节置换术相比，全髋关节表面置换术 (THRA)的明显优势包括保留股骨近端骨、增加运动范围和降低脱位率。然而，该程序对技术要求很高，并且术后并发症的可能性很高。
梁等人使用指南帮助外科医生在 17 具尸体中放置髋臼和股骨柄假体。术后评估表明，克氏针准确穿过股骨头和股骨颈中心，股骨假体方位能够实现合理的外翻。
在临床实践中，Du 等人在 16 名髋关节置换术患者中使用 3D 打印模板。这种方法的好处包括准确放置组件、减少手术时间、易于术中处理、减少仪器以及相对减少初学者的学习曲线，这一直是股骨颈骨折发生率的一个因素。
3、膝盖：
2006 年， Hafez 等人首次使用膝关节 CT 数据创建用于全膝关节置换术(TKA) 的个性化截骨模板。结果表明，与以前的方法相比，模板操作简单、侵入性小、节省时间。
在临床实践中，Gemalmaz 等人使用 3D 打印导板辅助截骨术，术后发现与传统的 TKA 相比，对于 3° 以上错位的异常病例，导板提供了更好的截骨精度和更好的机械对线。
科斯特等人对 87 名需要使用传统和 3D 打印手术导板进行膝关节置换术的患者进行了手术，发现使用 3D 打印导板可以更好地截骨和软组织平衡，并且 X 射线显示使用 3D 打印导板的患者关节对齐更好。
常规的X线片分析膝关节CT、MRI图像难以准确获取下肢3D结构，也难以定量显示内侧间室软骨磨损情况。
顾等人参考 MRI 数据和 CT 数据，为接受单髁膝关节置换术的患者设计了 3D 打印指南。术后发现，引导模板有助于缩短膝关节单髁置换术患者的手术时间，减少失血量，改善短期临床预后。
在膝关节置换术中进行髌骨表面置换时，可能难以准确、对称地切除不规则的髌骨。
黄等人为髌骨表面重修开发定制模板设计。定制的切割模板提供了对称切除，在髌骨模型中，ML 和 SI 角分别为 1.21° 和 1.95°，在尸体标本中分别为 0.62° 和 2.03°。
与半自动机器人辅助膝关节置换相比，Jaffry 等人发现使用 3D 打印导板的单髁膝关节置换术 (UKA) 的临床矫正结果基本相同，但使用 3D 打印个性化导板的机器人所花费的时间是机器人的一半。随着进一步发展，3D打印个性化指南甚至可能超越机器人的准确性，并在更短的时间内完成计划好的程序。
4、踝：
5、其他：
ACL在股骨上的位置具有很大的可变性，在重建过程中准确确定 ACL 的解剖插入点并不容易。
刘等人使用 3D 打印个性化导航模板辅助前交叉韧带 (ACL) 重建，发现与传统手术相比，3D 打印导板定位更准确，与术前设计的入骨位置无差异，减少了术中定位时间减少了。
Wu 等人在患有慢性外侧踝关节不稳 (CLAI) 的患者中使用 3D 打印导板辅助外侧踝韧带重建，发现使用导板创建的准确骨通路显着减少了手术时间和辐射暴露，表明它是治疗 CLAI 的更好选择。
四、骨肿瘤
尽管骨转移瘤、骨肉瘤、良性和恶性骨肿瘤等肿瘤较少见，仅占所有新诊断癌症的不到 1%，但其 5 年生存率仅为 50%，提出了更大的挑战。
近年来，随着新辅助化疗的发展，保肢手术已成为大多数患者首选的手术方式。
大多数骨肿瘤形状不规则，术前图像定位模糊，外科医生只能在肉眼下进行肿瘤切除。
肿瘤组织的准确切除一直是骨科肿瘤医生面临的挑战。
手术方案的选择、大肿瘤组织切除后骨缺损的修复和功能重建也是保肢手术的难点。
运用3D打印技术设计手术导轨，利用快速成型技术制作实心导轨进行术中引导，实现肿瘤精准切除，为骨肿瘤切除带来新视野。
表 6显示了不同类型骨肿瘤手术的主要临床应用和结果。
在骨肿瘤手术中，减少手术时间，同时进行更精确的截骨术并在缺损部位塑造移植物或假体可能会改善肿瘤患者的预后 。
马等人从 2011 年到 2013 年，共 8 名患者使用 3D 打印导板协助骨肉瘤切除手术。植入物稳定，能够承受足够的重量，使患者最终恢复正常的身体活动，术中出血更少，缩短手术时间，减少辐射暴露。术后 X 射线扫描显示，使用单个模板可以实现高精度的手术。
2016 年，林等人报道一例巨大浸润性骶骨神经鞘瘤切除术使用 3D 打印截骨工具。通过这种新颖的定制截骨导块，结合术中冰冻切片，我们可以获得更准确的肿瘤切除边缘的术中定位。术后，临床症状明显改善，神经和硬脑膜得以保留。
当切除是几何多截骨平面时，目前的 3D 打印手术导板在骨肿瘤切除中可能优于计算机导航。结合复杂的关节保留骨肿瘤切除技术，可以实现更保守的骨切除，保留天然关节和韧带，以重建具有更好的肢体功能。
在盆腔肿瘤中，由于盆腔的复杂解剖结构和密集的神经血管 ，手术更加困难并且复发率更高。为了解决这个困难，已经尝试使用 3D 打印导板来辅助肿瘤切除。
萨伦特等人在五名女性尸体中使用骨盆左半部截骨术和骨盆右半部徒手截骨术，发现计算机辅助规划和引导式截骨术与徒手截骨术相比具有更高的准确性。
埃弗拉德等人对包括软骨肉瘤、尤文肉瘤、骨肉瘤和纤维肉瘤在内的原发性盆腔肉瘤进行了手术引导辅助切除。使用模板组8例患者（88.9%）可达到R0骨边缘，而未使用模板组仅13例（68.4%），证明使用导板对改善切除效果有效准确性。接受 PSI 引导切除的患者随后均未在骨内出现局部肿瘤复发，这表明 PSI 提供的更好的切除准确性可以直接影响是否发生局部复发。
此外，刘等人明了一种改良的解剖模板（MAT），用于肿瘤切除后的骨盆重建。它可以减少盆腔肿瘤切除期间的出血和更容易的操作。使用修改后的3D打印导板，肿瘤复发率更低，肿瘤切除的准确性更高。然而，应该注意的是，与传统方法相比，使用改良指南的患者术后植入物松动率明显更高。
根据临床需要，通过选择合适的3D打印技术，可以使用3D打印机定制手术导板模板。与现有的制造技术相比，3D打印导向模板生产不需要大公司生产。在骨科的不同领域，使用导板可以显着提高手术精度，缩短手术时间，减少术中出血和辐射。但仍存在一些限制其发展的问题。1、 印刷材料及设备：
- 3d应用的钛合金模板可以提供更好的强度和精度，但高昂的价格和对打印设备的要求限制了它的广泛应用。
- 其他金属材料和高分子材料的印刷技术仍处于试验阶段。
- 此外，我们还需要注意人体使用的骨科手术导板有很多限制，如消毒、强度、含氧量、流动性等。
- 图像数据的准确性要求、打印材料和处理方法的选择、导板的消毒灭菌方法等仍需解决。
2、成本：
- 导板的预先设计和制造会增加骨科医生和医院的工作量。
- 3D 打印机的成本可能从数百美元到数千美元不等，这还不包括塑料和树脂基材料的成本。
- 由于在设计手术导板时使用了独特而复杂的软件应用程序，可能需要数小时到数天才能获得最终的导板。
- 根据所用机器和产品的复杂性，它可能不适合更常见的场景或紧急手术。
3、长期临床试验：
- 为了使导板达到更理想的术中稳定性，往往会切除更多的软组织，增加了患者的医源性创伤，并可能导致术后并发症。
- 2017年，儿童骨截骨术3D打印指南获得美国食品药品监督管理局（FDA）的许可。
- 希望在不久的将来，与传统手术方法相比，3D 导板样本量大的长期案例研究将会出现。
4、法律和标准：
- 差异范围从内部流程和临床实践指南等方面到后处理设备的可用性，这在某些情况下对安全至关重要。
- 如果不能对3D打印医疗产品形成相关的行业标准和法律，为行业提供合理可靠的参考体系，产品的质量就无法得到保障。
自过去几十年引入3D 打印技术以来，使用医学成像，特别是CT数据重建物理模型的方法已经越来越成熟。根据材料的状态、手术部位、手术导板的类型，我们可以选择不同的打印技术，如SLA、FDM、SLS、LOM等。虽然生成数字 3D 模型的步骤因应用而异，但图像采集、医学图像的分割/转换、引导模板设计和 3D 打印是打印 3D 模型所需的一般步骤。随着机器学习的发展，解剖分割的步骤会更容易，更适合医生。
患者特定手术模板的目的是确保严格执行术前计划。良好的种植体定位和精确的骨矫正是预期的好处。在脊柱、创伤、关节和骨肿瘤方面，3D 手术导板可以将数字化手术计划准确实施到手术部位。除了提高准确性外，它还可以降低辐射剂量和缩短操作时间。它们还使初级外科医生能够接受专为超专科医生而设的技术培训。随着 4D 打印的出现，我们希望 3D 打印手术导板能够随着时间的推移根据患者的需要改变其形状、性能和功能，减少二次手术的需要。
随着生物材料知识和技术的不断进步以及市场的推动，3D打印导板模板已成为骨科手术的重要补充技术。导板的制作过程产生的废料少，节省了大量的医疗资源，符合新时代的发展。许多医院都配备了数字化工作室，用于更准确的图像分割和表面处理，以及术前规划，方便医生参与指导模板设计，提高医生对解剖形态的3D理解，缩短年轻医生的学习曲线。Surgeon在设计手术导板时不断优化手术方案，对医患双方都有利。
在科技飞速发展的今天，骨科导板的发展迎来了巨大的机遇。生物工程、生物材料、影像处理等领域的专业人才不断深入合作，医工结合的人才逐渐涌现。计算机工程师不断优化软件接口，开发自动化算法（如区域增长、分水岭、水平集和马尔科夫随机场模型）进行解剖分割，更适合医生。随着 4D 打印的出现，3D 打印表格可以根据患者的需要随时间改变其形状、性能和功能，减少二次手术的需要。在5G、云计算、大数据分析的支持下，更精准、更快速、
未来，元宇宙、数字孪生、人工智能将应用于临床工作，将大大提高工作效率，节省医疗资源。随着3D打印行业指南和法规的出台，引导模板从设计到生产和使用都将标准化。3D打印导板将在骨科应用中得到进一步升华，更好地为患者服务。
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