荷蘭高校用新材料3D打印出更不易松動的髖關(guān)節(jié)植入物

松動是影響植入物（尤其是臀部植入物）長期有效性的主要問題之一。到2020年，全球的髖關(guān)節(jié)植入物數(shù)量預(yù)計將達到250萬個，但憑借目前技術(shù)，其中約有10%會在未來10年內(nèi)出現(xiàn)明顯松動。幸運的是，這個問題已經(jīng)被荷蘭代爾夫特理工大學(xué)（TU Delft）解決了 — 他們研制出了一種新的生物材料，然后用它和另一種傳統(tǒng)材料3D打印出了更不易松動的植入物。

據(jù)悉，這種新材料的主要特點是具有負的泊松比（材料在單向受拉或受壓時，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的絕對值的比值，也叫橫向變形系數(shù)，是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)）。這就意味著在被拉伸時，它在垂直于施加力的方向上會變厚，而不是像傳統(tǒng)材料一樣變薄。

“用這種材料和鈦3D打印出的簡答幾何形狀在壓力下展現(xiàn)出了獨特的機械性能。這就令其適合于性質(zhì)相反的材料一起使用，”TU Delft團隊領(lǐng)頭人Amir Zapdoor解釋說，“比如，當一個植入了髖關(guān)節(jié)假體的患者走路時，假體便會受到各種力的作用。但如果一側(cè)的壓力過大，假體便有可能松動與骨頭脫離。這無疑是我們最不希望看到的。”

新的3D打印髖關(guān)節(jié)植入物將新舊兩種材料結(jié)合到了一起。這就令其具備了雙重泊松比，可以在被植入后讓周圍的骨骼更好地生長，并且可以被固定得更加牢固。同時，其受到的非自然力也會減小，使得其更不易被侵蝕。

對這種新型植入物的臨床測試尚未展開。到目前為止所進行的實驗涉及對模擬骨樣材料（具有骨的機械特性的特殊泡沫）包圍的植入物的垂直壓縮，類似于將施加在人體植入物上的應(yīng)力。在這種壓力下，新型植入物將會膨脹，導(dǎo)致兩側(cè)的骨周圍受到壓迫。

TU Delft團隊表示，接下來他們會更多地探索新材料的性質(zhì)，與其它學(xué)術(shù)醫(yī)院密切合作。

編譯自 3ders