创新硅胶模型技术助力小儿先天性胆总管囊肿个体化手术模拟训练

针对小儿先天性胆总管囊肿(CCC)手术训练缺乏个体化模型的问题，嘉兴市妇女儿童医院联合上海交通大学团队开发了基于3D打印和硅胶震动技术的患者特异性模型。该研究通过融合硅胶铸造与软树脂打印技术，成功构建了具有解剖变异特征的仿真模型，其切割缝合反馈良好，成本仅为传统材料的1/3，为复杂胆道手术的术前规划提供了经济高效的训练方案。

　　

在儿科外科领域，先天性胆总管囊肿(CCC)是一种常见的胆道畸形，其根治性手术需要精确切除囊肿并完成复杂的胆肠吻合。尽管腹腔镜技术已成为主流治疗方式，但手术学习曲线陡峭，术中面临的解剖变异常导致胆汁漏、狭窄等并发症。传统训练依赖动物实验和标准化模型，既无法还原个体解剖特征，又面临高昂成本——单次动物实验费用可达万元。如何突破这一技术瓶颈，成为临床亟需解决的难题。

针对这一挑战，嘉兴市妇女儿童医院（温州医科大学附属医院）联合上海交通大学医学院附属新华医院的研究团队，在《3D Printing in Medicine》发表了创新性研究成果。该团队开发出结合3D打印与新型硅胶震动技术的患者特异性模型系统，通过17例CCC患儿的临床验证，证实该模型能精准复现胆道变异特征，显著提升手术训练效果。

研究采用三大关键技术：首先基于1mm薄层3D-MRCP数据，使用Mimics软件重建肝脏-胆道三维模型；其次创新性采用"硅胶震动法"制作中空囊肿模型，通过持续震荡使硅胶均匀附着模具内壁；最后通过布尔算法将肝脏设计为标准件，胆道系统作为可替换个体化部件，形成模块化训练系统。与TPU粉末和软树脂打印相比，硅胶模型成本降低至200-300元/例，且支持批量生产。

模型形态学评估
对比三种材料制作的胆总管模型，硅胶制品在解剖辨识度（4.8/5分）和触感真实性（4.6/5分）上显著优于树脂和TPU材料（P<0.01）。

显示硅胶模型能精确呈现Todani分型特征，特别是对II型（憩室型）和IV型（多发型）囊肿的复杂结构还原度达92%。

手术模拟验证
组装完成的训练模型包含硅胶肝脏、可拆卸囊肿组件及模拟空肠的橡胶止血带。

展示专家组完成囊肿切除+肝管空肠吻合仅需38±5分钟，而住院医师组需72±8分钟（P<0.01），但经过5次重复训练后，住院医师操作时间缩短至45±6分钟，证实模型能有效压缩学习曲线。

成本效益分析
硅胶模型单件生产成本为285元，耗时18小时；而DLP技术打印软树脂模型成本达1200元，SLM技术TPU粉末打印需950元。尽管硅胶制作周期较长，但其支持10次以上的重复使用，使得单次训练成本降至28.5元，仅为动物实验的0.3%。

这项研究开创性地将传统硅胶工艺与数字化技术结合，其核心突破在于：①开发的"硅胶震动法"解决了中空薄壁结构成型难题，壁厚可控在0.5-1.2mm；②模块化设计实现"标准肝脏+个性化胆道"的灵活组合；③首次建立CCC手术模拟的量化评估体系。正如通讯作者Peng Wang强调，该技术不仅适用于胆道畸形，其方法论可拓展至其他空腔脏器手术训练，如先天性巨结肠或食管闭锁修复。未来通过整合力反馈传感器，有望进一步升级为智能训练系统，为小儿微创外科教学提供新范式。