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背景:蛛网膜下腔神经阻滞（简称腰麻）是传统麻醉方法之一,同时也是当前临床麻醉的主要方法,其有效性和安全性是临床麻醉实施过程中核心关注的内容。麻醉平面,即阻滞平面,是指皮肤感觉消失的界限,其需要在药液注入后的短时间内达到手术所需的范围,但同时又要避免平面过高造成对患者影响。因此麻醉平面调控是腰麻临床麻醉与教学中最重要的环节。目前麻醉平面调控影响因素包括几项定性研究结论:注药容量、注药速度、体位、比重等。一些临床试验也进行了药物比重对于患者麻醉平面影响的研究,但学生无法通过直观观察帮助理解麻醉平面的产生过程。为解决麻醉平面调控数据资料不足和直视下的腰麻药液扩散教学工具短缺的现实性基础问题,本课题组设计出3D打印人体透明椎管腔模型实验系统,该系统包括本课题组发明的仿生人体透明椎管腔模型和实验操作平台两个部分。该系统具备较好模拟人体椎管腔解剖生理结构和腰麻临床操作环节的特点,以药液颜色分辨其分布及扩散情况,便于肉眼直观观测腰麻药物扩散动力学的规律性。我们拟在此实验操作平台进行局麻药液比重因素研究,以探究局麻药比重因素在蛛网膜下腔阻滞中对麻醉平面调控因素的影响规律。目的:通过3D打印透明人体椎管管腔模型实验系统观察不同比重的腰麻药液注入到人体透明椎管腔内,以颜色分辨方法研究局麻药液扩散的特征性规律,为临床教学与实践提供腰麻神经阻滞平面调节的研究资料。方法:1.3D打印透明人体椎管腔模型实验系统的制作（1）建立以标准人的平卧位脊柱电子计算机断层扫描（CT）为数据模型基础建立三维立体数据库,采用数字技术打印机进行3D打印3D透明椎管腔模型。（2）本课题组结合此模型特点研发专用金属固定支架,进行模型系统研发及运用。模型以仰卧位固定在支架后,可以模拟临床麻醉时平仰卧位、平侧卧位、头高脚低位、头低脚高位等,按需进行不同角度的转换。（3）在密闭的透明3D打印人体透明椎管管腔模型的颈椎和腰骶椎神经根附近建立灌注和排放口,颈椎开口处为脑脊液灌注通道及开放关闭阀门,腰椎骶椎神经根处为脑脊液排放口,实现模型反复使用的目的。室温25℃条件下,将人工脑脊液灌注到3D打印人体透明椎管腔模型中,此时椎管腔仍呈现无色透明状态。2实验操作内容各比重药液配制:（1）重比重药液配制:H1/2组0.75%布比卡因与10%葡萄糖注射液的比例1:2H1/3组0.75%布比卡因与10%葡萄糖注射液的比例1:3（2）等比重药液配制:I组,应用0.75%布比卡因原液（3）轻比重液配制:L1/2组,0.75%布比卡因与灭菌注射用水的比例1:2。L1/3组,0.75%布比卡因与灭菌注射用水的比例1:3。等量的各类比重液中加入等量亚甲基蓝调色。将模型置于与地面水平的侧卧位状态,选择L2-3锥体间隙作为注药点,腰麻穿刺针尾端连接电子注射泵,将2ml药液以10s的时间（720m L/h）匀速推入椎管腔内,注射完毕后记录推注后保持侧卧位的10s、5min、10min、15min、仰卧位后5min后药液扩散情况,分别记录为L1/2T10s、L1/2T5min、L1/2T10min、L1/2T15min、L1/2T20min;L1/3T10s、L1/3T5min、L1/3T10min、L1/3T15min、L1/3T20min;H1/2T10s、H1/2T5min、H1/2T10min、H1/2T15min、H1/2T20min;H1/3T10s、H1/3T5min、H1/3T10min、H1/3T15min、H1/3T20min。每组重复5次。所有数据应用SPSS26.0统计软件进行处理及分析。计量资料用均数±标准差（±s）表示,组内比较采用t检验,组间比较采用方差检验,以P＜0.05为差异有统计学意义。结果:1.不同比重的局麻药液在椎管腔内脑脊液中呈现不同的扩散方式。轻比重药液紧贴上侧壁呈半梭形,弧形向下,逐渐扩散至几乎全部管腔;等比重则均匀扩散在脑脊液中央;重比重药液紧贴靠近下侧壁进行扩散,注入时弧线向上,后在侧卧位时大部分药液扩散于骶尾侧,转为仰卧位后紧贴后壁向头侧扩散。2.轻比重、重比重局麻药液在T10s时有少量药液在下或上侧神经根附近,随后逐渐扩散,在在下或上侧神经根几乎无药液,而几乎全部分布于对侧。在轻、等、重比重药液扩散中,均观察到药液扩散不均匀性,轻、等比重药液头尾两侧药液颜色浅于中间,重比重液则是尾侧药液颜色最深,越接近头侧越浅。3.相比于等比重组,轻比重、重比重头侧扩散距离、扩散范围更大。轻比重组同一时间相比于重比重、等比重组扩散范围和头侧扩散距离更远,分布更快,但被药液分布的神经节段附近轻比重组药液量更少。结论:1.应用3D打印透明椎管腔模型实验平台,可以模拟并直观观察到局麻药在椎管腔内的扩散状态及扩散规律,增加对蛛网膜下腔麻醉的认识。2.不同比重局麻药液分布及扩散规律不同:轻比重药液呈半梭形弧形向下紧贴上侧壁分布并扩散;重比重药液呈半梭形弧形向上紧贴下侧壁分布并扩散;等比重药液在椎管腔内均匀扩散。轻比重与重比重药液可形成单侧神经阻滞。3.轻比重扩散范围大,可以达到高平面阻滞;重比重由于其扩散范围更小和神经节附近药物浓度更高,对于侧卧位低平面阻滞会更加充分;等比重局麻药液是扩散范围和头侧扩散距离均最短。且轻比重组头侧扩撒更快,相对于其他组对于麻醉平面控制更难调控。