骨科定制式3D打印金屬假體植入物的研究與應(yīng)用進展▲

楊克勤

(貴港市人民醫(yī)院骨科/廣西數(shù)字醫(yī)學(xué)與3D打印臨床醫(yī)學(xué)研究中心，廣西貴港市 537100)

【提要】 3D打印技術(shù)的突出優(yōu)勢是能夠自由設(shè)計、制作任意形狀的個性化多孔結(jié)構(gòu)假體，很好地解決了傳統(tǒng)假體中存在的與特殊患者骨缺損的解剖及力學(xué)性能不匹配等問題。3D打印金屬假體植入物為骨科修復(fù)重建的復(fù)雜病例提供了相對快速和有效的解決方案，在骨科領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。

對創(chuàng)傷或骨腫瘤切除后所導(dǎo)致的骨缺損需要進行骨的修復(fù)重建，由于骨組織的力學(xué)重建要求，通常以金屬植入物提供力學(xué)支撐，使患者能夠早期進行康復(fù)活動，并防止相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展[1]。但是，骨科標(biāo)準(zhǔn)化的植入物一般難以滿足罕見特殊骨缺損的病例，而傳統(tǒng)的鑄造和粉末冶金等加工制備方法又很難制造出符合人體骨缺損復(fù)雜解剖形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的定制式金屬植入物。同時，金屬植入物和骨組織之間的機械性能不匹配也容易出現(xiàn)應(yīng)力遮擋效應(yīng)，導(dǎo)致骨吸收并最終導(dǎo)致植入失敗。

目前3D打印已廣泛應(yīng)用于骨科領(lǐng)域，如3D打印的定制教學(xué)培訓(xùn)模型[2]、應(yīng)用于手術(shù)規(guī)劃的解剖模型[3-4]、應(yīng)用于提高手術(shù)置釘精度和安全性的置釘導(dǎo)板[5]等。此外，3D打印還可以設(shè)計、制備出與患者個性化骨缺損解剖形態(tài)完美匹配的定制式假體，通過金屬3D打印機打印出具有孔隙率受控的、與人體骨組織彈性模量匹配的金屬假體，從而解決金屬植入物與宿主骨組織形態(tài)與力學(xué)不匹配的難題，并減少與應(yīng)力遮擋效應(yīng)相關(guān)的問題[6]。……