3D打印脊柱植入物

过去一年中的医学3D打印新闻主要以冠状病毒为主题。口罩呼吸机阀门。。。甚至疫苗的发现也有助于3D打印。

但医学界长期以来一直与3D打印保持着一种关系，甚至在最近被Covid-19推入公众的视线之前。

它从基本的外部假肢开始，利用 3D 打印的能力来制造针对患者独特解剖需求定制的定制件。然后，随着材料和方法的推进，我们开始看到3D打印植入物出现在体内。

因此，随着人们四处走动，3D打印的外部和内部组件构成他们身体的一部分，很明显，3D打印项目是罚款的医疗设备。

还有什么可以改进的？植入物的内部几何形状如何？也许打印一些血管结构，并添加一点孔隙，以帮助骨整合？也许钛植入物导致患者走路搞笑， 因为元植入物本身没有它更换的骨头相同的弹性。

确实有办法。当3D打印与新材料、生成设计和拓扑优化软件相结合时，医疗植入行业在创新和产品开发时间方面得到了提升。

NuVasive – 拓扑优化脊柱植入物

一家在脊柱植入领域进行创新的公司是NuVasive，作为一家专注于制造轻量级、更坚固的结构的美国公司，它促进植入物（骨整合）更好的骨骼生长。

NuVasive 早在 2017 年就推出了他们的莫杜卢斯植入物。在3D系统的帮助下，他们凭借其直接金属打印（DMP）技术和应用工程师团队，在短短一年内从概念走向市场。

从那时起，Modulus 已经从单一产品发展到整个植入物产品线，每个产品都进行了拓扑优化，以提供重量、强度和 X 射线可检测性的最佳平衡，这允许外科医生检查植入物及其与天然骨骼的集成程度。

用于印刷的新钛

当然，印刷植入物不仅仅是确保它的形状和体积与它应该替换的东西相同，将其安装在患者体内，并希望得到最好的结果。

除了固体几何形状之外，许多因素都影响着骨整合。

一个这样的事实就是植入材料本身。

麦克马斯特大学的一个研究小组一直在研究将Ti-5553级钛用于3D打印植入物。大多数植入物目前都印有 Ti64 粉末原料...但这可能不是最佳的全方位植入材料的最佳解决方案。Ti-5553 在医疗植入物中通常不常见。它更常见于俄罗斯战斗机和直升机的结构。

与 Ti64 相比，Ti5553 的益处来自弹性模块化较低，一旦安装在患者体内，应减少压力屏蔽。

考虑到这一点，研究小组转向比较航空航天合金与生物医学对应物Ti64。

研究小组打印了两种钛合金的测试标本，并进行了阳极化，从而改变了印刷样品的拓扑学。阳极化在钛样品上产生称为纳米孔和纳米管的小表面特征。正是这些地形特征有助于骨骼的结合。

结果表明，与传统的Ti64相比，在Ti5553上开发的较大管子经过阳极化后。这意味着 Ti5553 不仅适合印刷，而且更适合骨整合。

接下来呢？

虽然这方面有很多创新，但在观察长期效益方面仍有许多工作要做。毕竟这个领域还是新的。

日内瓦大学医院神经外科副主任恩里科·泰西托在接受《国际脊柱新闻》采访时说："钛3D打印笼提供了一种独特的几何形状，可以优化骨内生剖面，但这需要进一步研究来证实。

在我们说话的时候，他的研究所正在参与一项随机研究，涉及3D打印的体间笼。

"我们进行非常早期的SPECT-CT扫描，以观察这些笼子是否有早期集成。例如，与PEEK笼子相比。3D 打印技术似乎通过促进骨细胞从末板进入笼子来促进融合。

因此，对于在不远的将来需要脊柱植入物的人来说，未来看起来相当光明。

3D打印机正在不断发展，新材料正在测试，新软件允许更好的几何形状。。。最重要的是，这些工作流程正在测试和医学认证，用于帮助真正的患者。这些工作流程仅具有 AM 功能，它们不会绘制完整图片。机器人引导，增强现实导航手术工具都将在未来十年对改善脊柱手术发挥作用。

随着一个人接近中年， 所有的身体衰竭， 这只能是一件好事。