徐振星，梁国穗，秦江辉,c，石杜芳，P.Augut ，黄文扬，周冠豪，黄雪莹，陈致远，赖毓霄，容树恒，秦岭,,*，张颖恺,*

a Department of Orthopaedics and Traumatology, Faculty of Medicine, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong 999077, China

b Center for Translational Medicine Research and Development, Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518055, China

c Department of Orthopaedics and Traumatology, Nanjing Drum Tower Hospital, The Affiliated Hospital of Nanjing University Medical School, Nanjing 210008, China

d Institute for Biomechanics, Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Murnau, Murnau am Staffelsee 82418, Germany

e Institute for Biomechanic, Paracelsus Medical University Salzburg, Salzburg 5020, Austria

1.引言

1.1.背景

广泛的研究表明，不同种族之间的人体解剖学有所不同。据Yue等[1]研究发现，中国膝关节尺寸通常小于白种人。此外，中国女性的股骨远端比白人女性窄，而中国男性的胫骨近端比白人宽。Ho等[2]研究发现，与西方人相比，亚洲人总体上的身材和体型较小。文献[1–3]研究比较了亚洲人和高加索人的膝部几何形状，发现他们的股骨的长宽比（中外侧长度/前后长度）不同。由于缺乏适合中国族群测量学特征的假体，一些中国患者的全膝关节置换（TKR）假体与市售的假体不匹配。假体过小会导致假体下陷，而组件的悬垂会导致软组织磨损，最终导致手术失败[4]。大多数市售的TKR假体都是根据高加索膝关节的人体测量数据设计的，据报道这是造成亚洲人部件失配的主要原因[1,3]。这种对高加索假体的依赖导致假体与切除的骨表面之间不匹配[5]。因此，亟需开发基于中国族群人体测量的膝关节假体。

借助增材制造（AM）技术，可以制造针对个性化患者的假体和器械。AM，也称为3D打印，是一种利用材料[6]逐层堆积生成3D部件的技术。医学3D模型越来越多地用于外科手术计划、医学计算模型、算法验证以及医学设备开发[7]。生物打印和3D打印在组织工程、再生医学和药物筛选中具有巨大的潜力[8,9]。3D打印特别适合于定制制造，如人造植入物（人造骨骼和牙齿等）以及医疗康复设备和装置的制造[10]。……