跳到主要内容
Lê Hoàn Prosthetics & Orthotics

矫形器

定制脊柱支具与3D打印支具:哪种选择更有证据支持?

3D打印支具已经证明更优越了吗?汇总临床试验、专业指南和保险政策,帮助家长做出有依据的决定。

定制脊柱支具与3D打印支具:哪种选择更有证据支持?

许多家长问我们:“3D”支具是否比传统的定制支具更好?根据目前的证据,简短的回答是:尚无任何研究证明3D打印支具治疗效果更好,而定制支具拥有最强的证据基础,包括超过20年的随访数据。

本文汇总临床试验、系统评价、专业学会指南、发达国家的保险政策以及诊所的一个真实病例,供您自行判断并做出有依据的决定。

一分钟概要

  • 广告中的“3D”通常指制作方式;三平面矫正是设计的特性,与打印机无关。
  • 支具治疗总体有效性有强有力的证据支持(BrAIST、Cochrane、SOSORT),而这些证据建立在定制真空成型支具之上。
  • 3D打印支具只有寥寥几项小规模、短期的研究,结果相当,没有明显差异。
  • 美国保险仅按定制支具编码为3D打印支具付费,不为技术另外加价。
  • 在越南,3D打印支具通常更贵,因为机器、软件和材料依赖进口,而本地人工成本更低。

正确理解概念:“3D支具”并不是一种新的治疗方法

脊柱侧弯是三维畸形,因此每一件好的支具都必须在三个平面上进行矫正。广告中的“3D”通常指的是制造方式,而不是治疗原理。有三个概念需要区分:

  • 定制支具:依据临床检查、X光片和身体取型,为单个患者设计并制造。取型可用石膏或3D扫描完成;在修改后的阳模上用热塑性塑料(聚乙烯、聚丙烯)真空成型。
  • 3D扫描与CAD/CAM:帮助获取形状并在电脑上修改模型的工具,它们本身不会设计矫正力,决定者仍是制作支具的人。
  • 3D打印支具:由打印机直接成型(增材制造),通常采用尼龙(PA12)或类似材料,取代真空成型。

定制支具:针对每个个案组合多种原理

定制支具不遵循固定模板。制作者检查、阅读X光片、评估脊柱柔韧性,然后针对每种侧弯类型选择并组合原理,使三个平面都得到矫正:

  • 额状面上的三点力系统和压垫(Boston原理)。
  • 用于打开侧弯的轴向牵引(Milwaukee原理)。
  • 可控的过度矫正(Charleston、Providence夜间支具原理),使躯干和骨盆越过中线。
  • 横断面上的去旋转和释放空间(Chêneau原理),让躯干移位并引导呼吸。
  • 兼顾矢状面:SOSORT建议,矫正额状面和横断面的支具必须考虑矢状面(A级推荐)。

科学证据:3D打印支具尚未证明其优势

支具治疗总体上有强有力的证据,但这些证据建立在定制真空成型支具之上;3D打印支具只有几项小规模、短期的研究。

  • BrAIST(Weinstein等,《新英格兰医学杂志》,2013年):避免手术的比例在支具组为72%,观察组为48%;每天佩戴超过13小时时为90–93%。
  • Cochrane综述(Negrini等,2015年):汇总7项研究、662名青少年,评估硬质支具与观察及其他治疗的比较。
  • CAD/CAM支具荟萃分析(2025年):11项试验、469名患者——包括3D打印在内的CAD/CAM支具的治疗优越性尚未得到证明。
  • 《Children》综述(2023年):支具内矫正的差异仅为0.6°(95% CI −1.06°至2.25°),CAD/CAM并不比手工制作更好。
  • 香港RCT(SRS会议摘要):30名患者,疗效相当,打印支具更轻更薄、依从性更好;仅以会议摘要形式发表。
  • Wong等(2005年):40名患者,支具内Cobb角减少41.9%对32.1%,差异无统计学意义。
  • SOSORT 2011指出,支具的制作方式不影响最终结果,也不影响患者的感受。

定制硬质支具的长期数据

Costa等(《Journal of Clinical Medicine》,2021年)的系统评价与荟萃分析将成功定义为侧弯进展不超过5°。下面两项大型研究均基于传统真空成型支具,3D打印支具尚无同等数据。

支具类型成功率(95% CI)
硬质夜间支具(Charleston、Providence)78.7%(72.4–85.0%)
硬质全天佩戴支具(Boston、Chêneau、Lyon…)73.2%(60.9–85.5%)
软质支具(SpineCor)62.4%(55.1–69.6%)
仅观察,不戴支具50%(44–56%)
  • Lange等(Scoliosis,2011年):对挪威奥斯陆272名患者平均随访24.7年(16–32年);主弯在治疗前为33.2°,撤支具时为28.3°,20多年后为32.5°,整个成年期保持稳定;仅9%需要手术。
  • 使用Boston支具时,每天佩戴超过12小时成功率为82%,仅佩戴7小时则只有31%(Katz等)。
  • 开始时机:Risser 0–2开始时成功率71%,0–3为75%,而合并所有Risser阶段仅为60%。

保险:为定制支具付费,而不为技术额外加价

在美国,自2024年2月起,CMS指引规定:3D打印支具只有在满足定制支具的全部质量标准时——即为单个患者制作,并基于经临床修正的模型、尺寸或影像——才按定制支具编码付费。同一机构也明确指出,3D打印只是一种制造技术,本身不足以使产品被视为“定制”。

换句话说,为“3D支具”多付钱的患者,是在为技术付费,而不是为经证实的治疗益处付费。

费用:为什么3D打印支具在越南更贵

3D打印的经济优势取决于机器价格与人工成本之间的平衡,而在越南,这种平衡与发达国家正好相反:扫描仪、软件、打印机和材料大多依赖进口,而人工成本则低得多。即使在加拿大,价值也取决于模式:自行打印时,打印支具便宜37%,外包打印时则贵27%(阿尔伯塔大学)。

决定性因素:亲自检查、设计和制作的人

文献确定了影响支具治疗结果的四个因素:随年龄和侧弯大小而变的进展风险、支具内的矫正量、佩戴时长以及佩戴质量。没有任何技术能取代以下步骤:

  • 检查与评估:读片、确定顶点、Cobb角、椎体旋转、Risser分级和侧弯柔韧性。
  • 预后与目标设定:对仍在生长的孩子(Risser小于3),目标是减小侧弯,而不仅是维持。
  • 矫正力设计:根据每种侧弯结合多种原理(Boston、Chêneau、Milwaukee、夜间过度矫正支具),而不是套用单一流派。
  • 试戴、精细调整与随访:支具内X光片、调整受压区域、随孩子生长更换支具,并指导锻炼。

SOSORT对支具制作者的标准

SOSORT对制作脊柱支具的假肢矫形师(CPO)提出了非常具体的要求:与同一位有经验的医生连续工作至少2年;有至少2年连续的脊柱支具实践;最近2年内每周至少制作2件、每年约100件支具。这些要求中,没有任何一条涉及所用机器的类型。

诊所的一个临床病例

一名14岁男孩,S形侧弯,Cobb角41°和33°,对定制支具反应良好。停戴支具8个月后,侧弯升至48°和37°。家人期望孩子更舒适、更配合,改用了3D打印支具;一段时间后,下方侧弯略有改善,但上方侧弯继续增加,于是家人决定重新回到传统方法的定制支具。

这一病例说明,无论采用哪种技术,患者的依从性和支具制作者的水平仍是决定性的。一个病例不足以就某项技术下结论;我们将其作为现实中的一个例子,而非统计证据。

结论

用石膏取型并以热塑性塑料真空成型的定制支具,仍是发达国家经过验证并被广泛使用的标准。3D打印支具在重量和外观方面是有前景的方向,但没有证据表明其效果更优,主要保险机构也仅将其视为一种制造技术。对于具体个案,支具的质量取决于亲自检查、设计和制作的人的专业水平。

术语真实含义需要正确理解的要点
“2D支具”单一原理的经典支具(Boston、Milwaukee、Charleston、Chêneau),主要矫正两个平面并非石膏取型支具的名称;每一件支具都是三维物体
“3D支具”(3D打印)由机器扫描、设计并打印的支具是一种制造方式,不保证三平面矫正;更优效果尚未证实
定制支具制作者结合所有原理矫正三个平面,石膏取型并矫正,再用热塑性塑料真空成型在美国、英国、法国、德国和欧洲使用;是衡量所有新技术的基准

选择支具前应当问的问题

如果您的孩子已被开具支具处方,或您正在几种选择之间犹豫,请携带X光片前来,接受面对面的检查和咨询。我们会为您讲解侧弯类型、矫正目标以及选择每种支具的理由,让全家人都能安心地坚持治疗。

参考文献

  1. Weinstein SL, Dolan LA, Wright JG, Dobbs MB. Effects of bracing in adolescents with idiopathic scoliosis (BrAIST). N Engl J Med. 2013;369:1512–1521.
  2. Negrini S và cs. Braces for idiopathic scoliosis in adolescents. Cochrane Database Syst Rev. 2015;(6):CD006850.
  3. Negrini S và cs. 2016 SOSORT guidelines: orthopaedic and rehabilitation treatment of idiopathic scoliosis during growth. Scoliosis Spinal Disord. 2018;13:3.
  4. Negrini S, Aulisa AG, Aulisa L và cs. 2011 SOSORT guidelines: orthopaedic and rehabilitation treatment of idiopathic scoliosis during growth. Scoliosis. 2012;7:3.
  5. Costa L, Schlosser TPC, Jimale H, Homans JF, Kruyt MC, Castelein RM. The effectiveness of different concepts of bracing in adolescent idiopathic scoliosis (AIS): a systematic review and meta-analysis. J Clin Med. 2021;10(10):2145.
  6. Lange JE, Steen H, Gunderson R, Brox JI. Long-term results after Boston brace treatment in late-onset juvenile and adolescent idiopathic scoliosis. Scoliosis. 2011;6:18.
  7. Efficacy of CAD/CAM-based braces for adolescent idiopathic scoliosis: a systematic evaluation and meta-analysis. 2025.
  8. Hoelen TCA và cs. The methodology and application of three-dimensional technology in brace design and production for AIS: a scoping review. 2025.
  9. Can CAD/CAM integrating with/without biomechanical simulation improve the effectiveness of spinal braces on AIS? Children. 2023;10(6):927.
  10. 3D-printed spinal orthosis in management of AIS: a randomized controlled trial. Scoliosis Research Society meeting abstract, University of Hong Kong.
  11. A new spinal brace design concept for the treatment of AIS. ClinicalTrials.gov NCT03365804, University of Alberta.
  12. Immediate outcomes and benefits of 3D printed braces for the treatment of AIS. Front Rehabil Sci. 2022.
  13. Patient-specific 3D-printed brace for AIS: a prospective cohort study. World Neurosurgery (summary in The O&P EDGE).
  14. Wong MS, Cheng JCY và cs. A comparison of treatment effectiveness between the CAD/CAM method and the manual method for managing AIS. Prosthet Orthot Int.
  15. Wong MS và cs. A work study of the CAD/CAM method and conventional manual method in the fabrication of spinal orthoses for AIS.
  16. A novel 3D printed brace manufacturing process for the treatment of AIS. Thesis, University of Alberta.
  17. 3D-printed brace in the treatment of AIS: a study protocol of a prospective RCT. BMJ Open. 2020;10:e038373.
  18. He C, To MKT, Cheung JPY và cs. An effective assessment method of spinal flexibility to predict the initial in-orthosis correction on the patients with AIS. PLoS ONE. 2017;12(12):e0190141.
  19. Zheng X, Sun X, Qian B và cs. Evolution of the curve patterns during brace treatment for adolescent idiopathic scoliosis. Eur Spine J. 2012;21:1157–1164.
  20. Bettany-Saltikov J, Turnbull D, Ng SY, Webb R. Management of spinal deformities and evidence of treatment effectiveness. Open Orthop J. 2017;11:1521–1547.
  21. Canavese F, Kaelin A. Adolescent idiopathic scoliosis: indications and efficacy of nonoperative treatment. Indian J Orthop. 2011;45(1):7–14.
  22. Davis L, Murphy JS, Shaw KA và cs. Nighttime bracing with the Providence TLSO for treatment of AIS: a retrospective consecutive clinical series. Prosthet Orthot Int. 2018.
  23. Schiller JR, Thakur NA, Eberson CP. Brace management in adolescent idiopathic scoliosis. Clin Orthop Relat Res. 2010;468:670–678.
  24. Cheung JPY, Luk KDK. Managing the pediatric spine: growth assessment. Asian Spine J. 2017;11(5):804–816.
  25. CGS Medicare. 3-D printed orthotic devices – correct coding. 02/2024.
  26. CGS Medicare. Policy update 03/2024 on 3D-printed devices.
  27. Noridian Medicare. Scoliosis brace – correct coding – revised. 2025.

您或家人需要咨询吗?

预约河内到院评估,或发送资料进行远程咨询。我们会在24小时内回复。

预约咨询