2026年10月9日，来自美国匹兹堡大学医学中心（UPMC）和加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员，正在探索利用患者特异性3D打印模型辅助复杂肺血管介入治疗。UPMC放射科的 Adam G. Fish 领导的团队已经为 6 名患有肺动静脉畸形(PAVM) 的患者制作了定制化 3D 打印模型，并且在所有 8 个病变中均取得了栓塞治疗的技术成功。
在肺动静脉畸形（PAVM）治疗中，医生根据患者CT数据制作出1:1肺血管模型，并利用该模型预先设计和塑形介入导管，最终成功进入此前难以到达的供血动脉并完成栓塞。该案例再次展示了3D打印在复杂血管介入手术规划中的应用价值。
△肺血管模型CT数据
复杂肺动静脉畸形，一根血管成为治疗难点
肺动静脉畸形是一种肺动脉与肺静脉之间形成异常直接交通的血管疾病，部分患者还与遗传性出血性毛细血管扩张症（HHT）相关。复杂的血管分支和异常交通可能增加缺氧、卒中等风险，也给介入栓塞治疗带来较高难度。UCSF目前设有专门的HHT卓越中心，其介入团队长期开展肺动静脉畸形及复杂肺血管疾病治疗。此次受到关注的是一名17岁患者。该患者被诊断为HHT，并伴有右肺下叶混合型、复杂弥漫性肺动静脉畸形。最初临床方案考虑进行右肺下叶切除，但患者及家属并未选择外科手术，因此医生转而采用经血管介入栓塞方式进行治疗。
第一次治疗中，医生经右侧股静脉进入肺动脉，使用血管塞和可脱卸弹簧圈，对多条异常供血血管进行了栓塞。然而，其中一条主要供血动脉由于走行和角度十分复杂，现有导管难以准确进入，因此未能完成处理。3个月后的增强CT显示，这条血管仍然持续向畸形血管团供血。
CT数据转化为1:1肺血管模型
面对这一难题，团队没有继续单纯依靠二维CT影像尝试，而是引入3D打印。研究人员首先利用治疗前CT影像重建患者的肺血管解剖结构，随后制作出全尺寸、1:1比例的肺血管3D打印模型。相比传统屏幕上的二维切片或三维重建图像，实体模型能够让医生直接观察复杂血管之间的空间关系，同时可以从不同方向反复尝试导管进入路径。
UCSF先进3D+技术中心长期将医学影像、三维可视化和增材制造用于复杂病例，目前其3D技术已应用于临床诊疗、科研、教育和患者沟通。UCSF的相关研究团队还专门开展了肺动静脉畸形方向的合作，将3D模型用于理解复杂肺血管解剖结构和介入治疗规划。
△3D打印肺血管模型
用3D打印模型“定制”一根导管
医生最终利用打印出的肺血管模型，反复模拟进入目标血管的角度和路线，并据此对一根5 FrUCSF2导管进行蒸汽塑形，使导管前端形成与患者血管结构相匹配的特定弯曲形态。在随后的介入治疗中，这根经过预先塑形的定制导管成功进入此前无法到达的供血动脉。医生随后使用微型血管塞以及多种可脱卸弹簧圈完成栓塞。两次介入治疗累计处理了20余条血管，而其中最具挑战性的正是这条需要借助3D打印模型才能完成导管塑形的供血动脉。术后随访CT显示，治疗7个月后肺动静脉畸形仍维持闭塞状态。
从这一案例来看，3D打印并没有直接制造植入患者体内的医疗器械，而是成为医生与患者复杂解剖结构之间的一座“桥梁”：通过实体模型提前完成路径分析、器械选择和导管塑形，从而提高复杂介入治疗的可操作性。
3D打印正在成为复杂血管介入的“术前试验场”
事实上，患者特异性血管模型近年来正在成为医学3D打印的重要应用方向之一。除了肺动静脉畸形，研究人员还在尝试利用3D打印血管模型开展栓塞、机械取栓等介入操作模拟。
△在肺动脉3D打印模型中仿真支架
此前研究已经证明，可以根据患者CTA数据制造透明或柔性的血管模型，并连接泵和管路构建具有流体循环能力的体外测试平台，用于介入器械评估和术前训练。一项针对27例介入病例的研究中，共制造了54个血管模型，其中大多数能够成功重现与手术相关的血管结构。UCSF的相关实验室也已经建立患者来源的3D打印和玻璃血管模型，包括肺动脉、主动脉、颈动脉等，用于栓塞和机械取栓器械测试。
对于复杂介入手术来说，3D打印模型最大的价值之一，就是把过去只能在手术过程中探索的操作，提前转移到术前完成。医生能够在真实患者接受治疗之前，先在复制出的血管结构上尝试器械路径和操作策略。从“看影像”到“拿在手里研究”，再到直接利用模型定制导管，这一案例也表明，医学3D打印正逐渐从单纯的教学展示工具，进入更加深入的个性化手术规划环节。尤其在肺血管、心血管等空间结构复杂、个体差异明显的疾病中，患者特异性3D打印模型有望成为传统医学影像的重要补充。
来源：南极熊
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