امروزه استفاده از پيچ‌هاي ساقه‌اي در جراحي ستون فقرات براي هم‌جوشي مهره‌ها، مورد توجه بسياري از جراحان قرار گرفته است. به منظور قرار دادن پيچ‌هاي ساقه‌اي در ناحيه‌ي كمر، از روش دست آزاد استفاده مي‌شود كه عوارضي از قبيل خطر تضعيف استخوان، ضايعات نخاع و بروز پارگي ريشه‌هاي عصبي يا رگ‌هاي خوني را در پي دارد. طراحي و پياده‌سازي شابلون‌هاي سوراخ‌كاري با استفاده از فن‌آوري نمونه‌سازي سريع به روش مدل‌سازي لايه ذوبي به منظور بهينه‌سازي در دقت جراحي ستون فقرات عنوان اين اختراع مي‌باشد؛ ابتدا با جمع‌آوري اطلاعات بيمار، طراحي شابلون جراحي ستون فقرات، مختص همان بيمار صورت مي‌گيرد؛ بدين صورت كه قبل از عمل، از ناحيه‌ي كمر بيمار تصاوير CT-Scan گرفته، تصاوير به صورت دوبعدي، لايه به لايه، در سه جهت تهيه و با پسوند DICOM ذخيره شدند. سپس مدل سه‌بعدي مهره‌ي كمري با پسوند STL استخراج گرديد. در نهايت شابلون جراحي ستون فقرات مختص همان بيمار طراحي گرديد از دستگاه چاپگر سه‌بعدي جهت توليد شابلون بيومكاترونيك استفاده شد. ارتفاع لايه ۰٫۲۵mm، ضخامت ديواره ۰٫۸mm، سرعت چاپ ۳۰mm/s، دماي چاپگر ℃۲۱۵ و قطر رشته ۲٫۹۵mm، پارامترهايي است كه در حين توليد به آن‌ها توجه شد. نتايج نشان داد كه استفاده از شابلون‌هاي بيومكاترونيك شخصي بيمار، علاوه بر افزايش دقت جراحي و كاهش عوارض جانبي، موجب كاهش زمان عمل جراحي نيز مي‌گردد.