研究顯示3D打印鈦植入物可以更好的促進骨再生

3D打印的植入物是否比傳統(tǒng)的加工方式更優(yōu)，需要經(jīng)過大量的臨床試驗和長時間的觀察,。近日,，南極熊獲悉,，來自哈佛Wyss研究所，Julius Wolff研究所,，柏林 - 勃蘭登堡再生療法中心和Charité肌骨胳外科中心的合作研究團隊聚集在一起,，研究3D打印鈦網(wǎng)支架在植入物中的益處。 最近在“科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”雜志上發(fā)表的臨床前研究報告說,，3D打印的支架確實有助于優(yōu)化患者的骨再生,。

在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)，大型骨缺損或損傷的治療仍然是一個棘手的領(lǐng)域,。 由于感染,，癌癥或創(chuàng)傷而在上肢或下肢發(fā)生嚴重缺陷的人們通常必須截肢，因為歷史上難以重新生長或修復(fù)已超過某一點的骨組織,。

現(xiàn)有的一種治療方法是從病人自己的骨組織中制造定制的骨移植物,，雖然這種方法的成功率并不高,。

根據(jù)最近的報告，定制的3D打印鈦網(wǎng)支架可能是一個潛在的解決方案,，因為植入物促進和實現(xiàn)自然骨再生的醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn),。

Charité肌肉骨骼外科中心的一個研究小組已經(jīng)證明能夠設(shè)計和制造定制的3D打印的支架來治療大的骨缺損。使用患者骨骼的CT掃描,，醫(yī)療團隊可以生成缺陷骨骼的3D模型,。

基于這個數(shù)字模型，一個定制的腳手架可以3D建模,，隨后發(fā)送到使用激光燒結(jié)3D打印機,，使用醫(yī)療級鈦材料所得到的產(chǎn)品是一種3D打印的鈦植入物，以其多孔的支架結(jié)構(gòu)而著稱,。

△圖片源自網(wǎng)絡(luò)

正是這種3D打印結(jié)構(gòu)對于促進骨再生至關(guān)重要，因為它允許醫(yī)生用病人的骨組織,，生長因子和骨替代材料填充植入物,。值得注意的是，3D打印網(wǎng)格結(jié)構(gòu)已進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,，以“進一步加強愈合過程”,。

正如Charité的Julius Wolff研究所Anne-Marie Pobloth博士所解釋的那樣：“我的團隊開始使用計算機建模技術(shù)來優(yōu)化標準尺寸的支架。使用大型動物模型,，我們可以研究其對骨再生的實際影響,。由于骨骼再生的過程與人類非常相似，因此我們能夠推斷人類骨骼愈合,�,！�

到目前為止，Charité肌骨胳外科中心已經(jīng)將定制的3D印刷骨植入到共19名患者中,，所有這些患者都顯示出有希望的結(jié)果,。

3D打印植入物本身的特征在于蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造方式比形成促進和引導(dǎo)骨再生的小通道,。重要的是,，研究人員發(fā)現(xiàn)他們可以通過改變蜂窩結(jié)構(gòu)的支柱直徑來改變植入物的剛度，從而使他們能夠測試不同剛度的有效性,。

Julius Wolff生物力學(xué)與骨骼肌再生中心主任Georg N. Nuda博士說：“我們認為骨再生會根據(jù)植入的支架的硬度而變化,。因此，為了研究在骨再生過程中機械刺激的效果,，我們使用了四個測試組,，接受不同剛度的植入物。

這些測試的結(jié)果顯示較軟的植入物更有利于骨再生,。創(chuàng)傷外科醫(yī)生PF Philipp Schwabe博士解釋說：“即使經(jīng)過三個月,，放射學(xué)證據(jù)顯示,，軟植入物對僵硬的植入物產(chǎn)生更快的機械刺激反應(yīng)，使骨生長更快,。

事實上,，研究人員發(fā)現(xiàn)，3D打印植入物的生物力學(xué)特性直接影響骨形成的數(shù)量和再生骨的質(zhì)量,。

從這個實現(xiàn)出發(fā),，合作團隊正在設(shè)計和生產(chǎn)使用3D打印技術(shù)的軟質(zhì)，機械生物學(xué)優(yōu)化的鈦網(wǎng)支架,。該團隊說,，它的技術(shù)甚至可以用來治療脊柱，口腔和頜面部缺陷,。


編譯自3der