3D打印模拟器结合PBL教学在唇裂修复教育中的应用效果研究
一、研究背景
唇裂修复是口腔颌面外科中技术复杂度最高的手术之一，对医学生的理论知识、立体解剖理解和操作技能要求极高。传统教学依赖二维图谱和低保真海绵模型，难以模拟真实手术中的组织分层结构（皮肤、肌肉、黏膜）和生物力学特性，导致学生临床实践能力不足。问题导向学习（PBL）虽能培养学生主动解决问题能力，但受限于教具真实性。本研究创新性将高保真3D打印唇裂模拟器与PBL结合，探索其对教学质量的提升作用。
二、研究方法
对象：40名口腔医学本科生随机分为两组：
- 实验组（3D打印PBL组，n=20）：使用硅胶树脂3D打印模拟器（多层解剖结构，含皮肤、肌肉、黏膜层）+ PBL教学。
- 对照组（传统PBL组，n=20）：使用传统海绵模型 + PBL教学。
流程：
- 理论学习：两组基于真实临床案例进行小组讨论、方案设计及汇报。
- 操作培训：实验组通过3D模拟器实践手术步骤（切口设计、肌肉复位、缝合等）；对照组使用海绵模型练习。
- 评估：培训后比较两组理论考试、操作技能（切口设计、鼻畸形矫正、上唇对称性恢复等）及学习体验问卷结果。
三、研究结果
- 理论成绩：
实验组理论考试分数显著高于对照组，优秀率提升，不及格率降低。
- 操作技能：
实验组在切口设计精度、鼻柱畸形矫正效果、上唇对称性恢复等核心操作指标上表现明显优于对照组，差异达统计学显著水平。
- 学习体验：
问卷显示，实验组学生在学习兴趣、解剖理解深度、手术信心及教学满意度上评分更高，尤其在肌肉分离技术、组织旋转对齐等难点掌握上进步显著。
表1 两组基线唇裂知识评分与课堂理论测试成绩的比较
四、讨论
1、技术优势：
- 高保真模拟：3D打印模型精准还原唇鼻三维形态、组织弹性和手术张力，提供真实触觉反馈，弥补传统教具的缺陷。
- 主动学习强化：PBL驱动学生自主探究，结合模拟器实操，加速知识向技能的转化。 教学价值：
- 显著提升复杂手术操作的标准化训练效率，降低临床实操风险。
- 增强学生临床决策能力，为从实验室到手术室的过渡奠定基础。
2、局限性与展望：
- 样本量较小（单中心40人），未来需扩大至多中心研究。
- 3D模拟器成本较高（约为海绵模型的15倍），需探索开源设计或低成本材料以推广。
五、结论
3D打印唇裂模拟器与PBL教学的结合，通过提供沉浸式、高还原度的训练环境，显著提升了学生在理论知识、操作技能及临床信心等多维度的能力。该方法为口腔外科教育提供了创新路径，尤其适用于高难度手术技术的规范化培训，有望推动未来医学教育向可视化、交互化方向发展。
单侧唇裂手术模拟器。A. 从前视图展示了唇裂手术模拟器的设计和特点。B. 详细展示了模拟口轮匝肌的肌肉组织瓣，突出了手术过程中涉及的复杂细节。
六、休曼科技：具身智能技术赋能沉浸式模拟医学教育
休曼科技深耕生物医学3D打印领域，专注于开发高仿真手术模拟解决方案。公司依托多材料分层打印技术，精准复现人体组织力学特性（如皮肤弹性、肌肉张力），产品覆盖口腔颌面外科、整形修复等高风险手术培训场景。
其外科缝合系列产品已通过临床验证，可承受反复缝合操作，为医学生提供“零风险”的实操平台。休曼科技致力于与医学院校、医疗机构合作，推动以真实触感训练为核心的下一代外科教育体系，与本研究倡导的“高保真模拟+PBL”理念高度契合，持续为精准医疗人才培养提供技术基石。
致读者：
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