文/郝心仪，王守立，荣超

3D打印又称增材制造(AM),是一种以三维(3D)模型数据为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,制造具有多级结构或复杂几何形状产品的技术。作为一种快速发展且极具潜力的新型成型技术,3D打印技术在医学、航天、汽车和食品领域均具有广泛应用。尽管3D打印技术应用范围很广,但是目前在生物医学领域的应用较多[1]。本综述主要介绍了3D打印技术口腔医学各学科教学中的应用现状，最后,对3D打印技术在口腔教学领域的应用前景和面临的挑战做出总结和展望。

1 口腔影像诊断学

口腔影像诊断学作为口腔医学和影像学的交叉学科，对学生的口腔解剖基础和使用拍片设备的能力都提出了很高要求。就根尖片、片等的拍片教学现状来看，大多数学校采用的是医院实习时请患者或者是学生作为示教对象演示教学的。但是这种传统的教学方法存在以下缺陷：（1）同学们可能因为不想受到额外的X线射线照射而不愿作为示教对象，这就使得同学们观摩学习的次数有限，不能在反复观察和调整中逐渐熟练操作技术；（2）在实际操作中，由于不同学生的张口程度不同，使得同学们的观察角度和范围受到不同程度上的限制；（3）许多带教老师虽然多兼任临床医生，但一些拍摄时片子摆放的位置和角度可能大多为经验之谈或者仅凭记忆，如果没有标准的、可以清楚完整显示露的口腔模型做示范，也可能因为不能让同学们看到准确位置而使教学效果大打折扣。这些缺陷都会使得同学们对设备的使用原理和操作技巧不熟悉，对拍片过程记忆不深刻，进一步导致读片的困难和误差。而3D打印的头颅模型已经在临床教学中体现出其优势，如果能够将传统的真人示范和3D打印模型演示相结合，就可以得到更好的效果。

韦健等[2]将3D打印头颅模型用于口腔放射科X线根尖片教学中并观察效果。对照组经口腔放射科带教老师实操演示，进行根尖片分角线投照拍摄方法的教学。3D打印教学组在对照组基础上增加3D打印模型的教学环节，对比两组志愿者1周内所拍摄的上颌磨牙区根尖片并进行评价，结果发现3D打印教学组拍片成功率为高于对照组。艾松涛等[3]以上海交通大学医学院口腔医学专业学生为研究对象,观察组采用3D打印教学模具联合PPT完成医学影像诊断学理论授课,对照组仅采用传统PPT授课。课后进行教学质量问卷并组织理论考试。教学质量问卷显示3D打印教学模具联合PPT授课提高了学生的学习兴趣,满足了多数学生的学习要求,取得了满意的效果。观察组学生理论平均考试成绩高于对照组。

2 口腔解剖生理学

口腔解剖生理学以研究口腔、头颈、颌面部等部位的正常解剖结构和功能为主,是解剖学中的口腔分支学科和口腔医学专业的基础学科。该课程不仅旨在通过让同学们熟练、准确、清晰地掌握各个重点解剖结构的位置、走行，为日后的临床工作打下坚实基础，更希望同学们能够领会“功能是由结构决定的”这一观点的内涵，运用逻辑推理和理论与临床相结合的观点，在更深、更实用的层次把握各结构的生理功能和临床意义。就教学和学习方法而言，一方面，口腔解剖生理学与全身解剖学一样，需要经过实际标本的反复观察、辨认加深印象；另一方面，口腔解剖生理学中还会涉及各颗牙齿的牙体和牙髓形态以及颅面部肌肉、血管、神经等多个精细结构的观察。由于解剖结构复杂且分布密集，牙齿形态和重要血管、神经的走行情况变异较多，所以对教学使用标本的完整程度和多样性提出了更高层的要求。目前大多数高校的实习课上所用的教具多兼有人工制作模型和实体标本，但是人工制作的模型质量参差不齐，在比例和长度的精确度上也有待考量。而就实体标本而言，由于大众对于尸体捐赠并用于医学研究的接受率普遍较低，尤其是尸头这一敏感部位，受到传统观念和社会风俗的影响，更使得其来源进一步受到限制。另外，标本不易保存、容易损坏，并且可能因为处理不当导致结构缺失破坏或不易辨认。由于以上种种限制因素，导致教学效果无法达到预期，学生们对于所学得知识也是一知半解，理解和掌握不到位，没有达到应有的教学目的[4]。所以目前，通过3D打印丰富标本来源、增加实验课课时数量等方法都被各大高校列入教学改革的措施之列。3D打印还具有可以自行调节参数，选择材料，设计形状等优势，这都是传统技术制作出的模型所无法比拟的。随着3D打印技术的不断发展完善,以上的问题得以改善或解决。

周芹等[5]利用锥形束计算机断层扫描(CBCT)影像和3D打印技术，打印头颅骨骨骼模型，用以解决头颅骨尸体标本短缺的问题，帮助学生对头颅骨骼解剖形态的认识和理解，方便学生理解掌握口腔解剖结构，提高口腔局部解剖学理论及实验教学效果。张颖等[4]将3D打印技术应用于口腔解剖生理学教学,即3D打印恒牙、乳牙牙体模型模块,教师通过指导学生辨认学习牙体解剖形态和内部组织结构,完成牙体模型的模块拼装,帮助学生理解学习恒牙及乳牙的解剖特征及生理功能。张勉等[6]对观察组学员采用既有的网络课程进行理论课程和石膏牙雕刻实习教学,同时配发全套14颗3D打印模型牙。对比不配发3D打印模型牙的对照组,观察组学员石膏牙雕刻考核成绩高于对照组学员。观察组学员问卷调查结果显示,有95.7%的学员认为3D打印模型牙对于牙齿形态特征掌握和石膏牙雕刻有较大帮助。张海英等[7]用锥形束计算机断层扫描(CBCT)影像和3D打印技术,打印离体牙模型和头颅骨骼模型,可满足学生对牙体解剖解剖形态、根管系统形态和头颅骨骼解剖形态的认识。

3 口腔颌面外科学

目前，在口腔颌面外科理论和操作的教学中，学生自主阅读教科书、图谱及课外资料和教师多媒体教学仍是主流方法，并以实习课上老师用标本示范解剖和操作方法作为辅助。此外，学生还可以通过电子设备上一些可以显示解剖结构的软件以及相配套的AR技术加深对解剖结构的理解。尽管如此，由于各种图谱和图示等二维图片无法带给学生立体直观的感受，使得一些空间想象能力较薄弱的学生在学习时感到困难吃力，且教学老师可以搜集到的案例图片也受到教师个人医技水平、图片来源、医院所接收患者的疾病种类和疾病严重程度等多因素的制约，导致图片与教科书文字内容很难做到一一对应，无形中使学生在初次学习知识时留下较大盲区。此外，如果教师分享的图片资料无法精确清晰地展示正常及病变后的人体解剖结构，甚至会误导学生，使学生留下基本认知上的错误。而3D打印技术可以通过调节参数制作个性化的标本，最大限度上满足教学需求。3D打印制作的标本不仅有较高的精确性，而且可以根据需要做放大和缩小，从多个维度展示标本，弥补了传统教学手段的不足[8]。

阮敏等[9]指出，随着3D打印技术的日益成熟及其在各行业领域极具潜力的革命性应用,如何将3D打印技术引入临床医学教育是当前医学教育的一个重要课题。口腔颌面-头颈肿瘤外科教学内容繁多复杂、教学难度大,教学过程中存在学生理解记忆效果差、实践操作能力培训不足等问题。为克服传统教学的缺点,可尝试将3D打印辅助教学模式引入口腔颌面-头颈肿瘤外科教学实践,提高口腔颌面-头颈肿瘤外科的教学质量及解决临床实际问题的能力,促进口腔颌面-头颈肿瘤外科技能型及创新型人才的培养。黄立等[10]在口腔颌面外科骨性疾病临床教学中，对照组采取传统教学模式,观察组结合3D打印模型建立的临床病例教学数据库教学,授课结束后采用同一考核标准从理论和技能2个方面对学生进行考核,并用调查问卷评估学习效果。结果显示观察组临床考核成绩为和调查问卷成绩均高于对照组。李学盛;等[11]探讨3D打印颌骨技术在口腔颌面外科临床教学中的应用，3D组采用3D打印技术制作颌骨模型进行教学,传统组采用传统教学方法,完成临床带教任务后,采用同一标准进行客观考核和主观评估,结果显示在传统考试(理论)方法比较中,3D组更有优势;在教学效果评价方面,相对于传统组,3D组的住院规陪医师更认同3D打印模型的教学模式,可显著提高教学内容和学习能力。陈鹏等[12]利用颌骨数字化三维可视重建及3D打印技术制备模型，进行上下颌骨缺损重建的临床教学。结果学生对上下颌骨缺损的解剖特点和修复重建方法有了更直观的认识，通过模拟手术操作，对颌骨缺损的手术修复方法、要点及咬合功能重建有了更深认识。

使用3D打印模型，可以帮助学生扎实地掌握学习内容,培养临床思维和实践操作能力,激发学生的学习热情和自信,在较好地理解和掌握教学内容的基础上，提高解决实际问题的能力，是临床教学改革的重要手段，值得推广应用。但是目前3D打印仍然存在成本高、对操作技术和原理掌握程度的要求较高等限制普及的因素，而且在技术和材料方面仍有较大的进步空间。总而言之，就目前的教学环境和科技发展现状来看，距离未来3D打印能够广泛地应用于口腔科以及其他各科室的临床教学仍有相当长的一段距离要走，还需要医学、教育学、材料学、工程学等多学科长时间的共同努力。