脊柱3D打印

    过去几个月的医学3D打印新闻主要以冠状病毒为主题的报道占主导地位。口罩，呼吸机，阀门……甚至通过3D打印帮助发现疫苗。

    但是，医学界与3D打印的关系由来已久。它从基本的外部假肢开始，该假肢利用3D打印的能力来制造可满足患者独特解剖学需求的定制件。然后随着材料和方法的进步，我们开始看到3D打印植入物出现在体内。

    因此，随着人们随身携带3D打印的外部和内部组件作为其身体的一部分，很明显3D打印的物品非常适合医疗设备。

    还有什么可以改进的？植入物的内部几何形状如何？也许打印一些小梁结构并增加一些孔隙率以帮助骨整合？钛植入物可能使患者步履蹒跚，因为meta植入物本身的弯曲度与替换的骨头不同。

    确实有办法。当3D打印与新材料，生成设计和拓扑优化软件结合使用时，医疗植入物行业在创新和产品开发时间方面将得到推动。

NuVasive –拓扑优化的脊柱植入物

    NuVasive是一家在脊柱植入物领域进行创新的公司，这是一家美国公司，一直致力于制造轻巧，结实的结构，以促进植入物更好的骨生长（骨整合）。

    NuVasive于2017年推出了他们的Modulus植入物。借助其直接金属印刷（DMP）技术和应用工程师团队，在3D Systems的帮助下，他们能够在短短一年内从概念产品推向市场。

    从那时起，Modulus已从单一产品发展到整个植入物生产线，每种产品都经过拓扑优化，以实现重量，强度和X射线可检测性的最佳平衡，这使外科医生可以检查植入物以及如何检查它已经与天然骨骼融为一体。

    3D打印机在不断发展，新材料正在测试，新软件可实现更好的几何形状……最重要的是，这些工作流程已过测试并经过医学认证，可用于为实际患者提供帮助。 这些工作流程仅具有AM功能，它们无法绘制完整图片。 机器人引导，增强现实导航手术工具将在未来十年中都在改善脊柱手术中发挥作用。

    而且，随着中年伴随着所有的身体衰竭，这只会是一件好事。

新型印刷钛

    当然，打印植入物不仅要确保其形状和体积与应更换的物体相同，还要将其安装在患者体内并希望达到最佳效果。

    除实体几何形状外，许多因素也会影响骨整合。一种这样的构造是植入物材料本身。麦克马斯特大学的一组研究人员一直在研究将Ti-5553级钛用于3D打印植入物。目前，大多数植入物都使用Ti64粉末原料进行印刷……但这可能不是最佳的全方位植入物材料的最佳解决方案。 Ti-5553通常在医疗植入物中并不常见。它更常见于俄罗斯战斗机和直升机的结构中。与Ti64相比，Ti5553的优点是具有较低的弹性模量，一旦安装在患者体内，应会减少应力屏蔽。考虑到这一点，团队转向将航空航天合金与其生物医学替代品Ti64进行比较。

    该团队打印了两种钛合金的测试样品，并对其进行了阳极氧化处理，从而改变了打印样品的拓扑。阳极氧化产生小的表面特征，即钛样品上的纳米孔和纳米管。这些地形特征可以帮助骨骼粘合。

    结果表明，与传统的Ti64相比，阳极氧化后在Ti5553上开发了更大的灯管。这意味着Ti5553不仅对打印有益，而且对骨整合也更好。

下一步是什么？

    尽管在这一领域有很多创新，但是在观察长期利益方面仍有很多工作要做。毕竟，这个领域仍然是新的。

    日内瓦大学医院神经外科小组副主席恩里科·泰西托雷（Enrico Tessitore）在接受《国际脊髓新闻》采访时说：“钛3D打印笼提供了一种独特的几何形状，可以优化骨骼向内生长，但是这需要进一步的研究加以证实。”

    他说，他的研究所正在参加一项涉及3D打印的椎间融合器的随机研究。

    “我们进行了非常早的SPECT-CT扫描，以查看这些笼子是否有早期整合。例如，与PEEK笼相比。 3D打印技术似乎通过促进骨细胞从终板向笼内的生长来促进融合。”

    因此，对于在不久的将来需要脊椎植入物的任何人来说，前途都是一片光明。