世界首例3D打印可降解人工骨修復(fù)長段骨缺損手術(shù)在中國西安西京醫(yī)院成功實施。由西安點云生物科技有限公司采用無絲3D打印技術(shù)為患者量身定制的大段多孔生物陶瓷人工骨被成功植入患者體內(nèi)。經(jīng)過術(shù)后6周的復(fù)查檢測,手術(shù)宣告圓滿成功,患者骨缺損再生修復(fù)效果良好,肢體功能正處于良性恢復(fù)中。
3D打印技術(shù)是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用零維點材、一維線材或二維面材等材料單元,通過逐層增材疊加的方式構(gòu)造三維實體,具有個性化、高精度和節(jié)約材料等優(yōu)點。對于骨缺損修復(fù)所需要的多孔生物支架植入物,點云生物通過獨創(chuàng)的無絲3D打印技術(shù)從自由度最高的零維點狀材料開始,精確調(diào)控植入物的材料成分比例、孔徑、孔結(jié)構(gòu)、連通性和孔隙率等多種對于骨再生具有重要意義的參數(shù)。另外,3D打印技術(shù)能夠根據(jù)患者骨缺損形狀的三維數(shù)字影像學(xué)資料,定制出具有相同尺寸和形狀、完全符合患者自身需求的可降解人工骨。實現(xiàn)了微觀材料、微孔結(jié)構(gòu)以及宏觀形狀的多重調(diào)控性??山到馊斯す堑膬?yōu)點在于:能夠在誘導(dǎo)患者自身新骨生成的同時逐漸降解,最終被患者的新生骨組織完全替代;無需二次手術(shù)取出,降低植入物在體內(nèi)長期存在的潛在風(fēng)險。
人工骨陶瓷的成分主要分為陶瓷基體材料(羥基磷灰石粉體等)、粘結(jié)劑、造孔劑、增韌材料四大類。實際中人的骨骼在不同的區(qū)域承受的壓力不同,這要求在人工骨陶瓷的不同部位其力學(xué)性能需要有一定差異。例如在人工骨陶瓷的邊緣部位,要求強度較高力學(xué)性能較好。因此需要控制不同位置的增韌物質(zhì)噴出速率等因素。
將陶瓷基體材料(羥基磷灰石粉體等)和增韌材料在腔體中混合時,可以采取不同的方式。這兩種材料在進入混合腔體時有一個初速度,可以利用腔體的結(jié)構(gòu)形態(tài),讓兩種材料自動混合均勻,此時需要研究設(shè)計一個合理的腔體結(jié)構(gòu)。也可以在腔體中加入一個用于混合的轉(zhuǎn)動葉輪,利用葉輪的轉(zhuǎn)動及其葉片的復(fù)雜曲面將兩種材料混合。雖然沒有使用單獨的噴頭噴出增韌材料,但是可以在進入混合腔體之前,對其噴出速率進行控制,可以得到不同混合比例的羥基磷灰石粉體和增韌物質(zhì)。
3D打印資訊拓展
上一篇:金屬3D打印工藝注意事項
下一篇:地面三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展