METHOD 3D打印機和LABS實驗室共同研發(fā)用于肘部移植的骨骼友好型生物相容性材料

來源：Stratasys

西班牙國家研究委員會（CSIC）膠體處理小組日常使用COLFEED4Print的打印技術(shù)制造創(chuàng)新產(chǎn)品。他們目前專注于多個領(lǐng)域,，其中就包括開發(fā)生物相容性3D打印絲材實現(xiàn)骨骼和組織再生。

R+D+I的未來：Oss骨誘導性絲材在創(chuàng)新案例中的應(yīng)用
具備骨誘導性的Oss是一種可生物降解的聚合物絲材，內(nèi)部含有高度分散的生物活性成分（TCP, HAp, Mg等等）,，是3D打印定制化骨骼和組織再生的理想選擇。

這類絲材的主要優(yōu)點在于它們可以結(jié)合不同的特性,。比如生物降解性,、生物相容性或滿足移植需求的抗菌效果——如紫外線消毒和定制孔隙率，這些特性使其成為體外細胞培養(yǎng)和臨床體內(nèi)研究的理想材料,。

由于能夠在可控環(huán)境中打印出具實驗性的高級3D絲材,，為醫(yī)療應(yīng)用提供必不可少的表面高精度，MakerBot METHOD和LABS設(shè)備被用于打印這種生物可降解絲材,。在這種情況下,，Oss細絲被用作患者肘部部分切除后的移植解決方案。在整個過程中,，我們可以看到對于這類應(yīng)用,，所使用的原料和可控的生產(chǎn)過程同樣重要。

尺骨骨不愈合的再手術(shù)過程
在這個理論案例中,，一名帶著骨整合板的患者發(fā)現(xiàn)移動肘部時出現(xiàn)問題,。醫(yī)生對患肢進行CT掃描，以便通過3D影像檢查肘部無法正常彎曲的原因,。

為確保找到最優(yōu)解決方案,，醫(yī)生還對健肢也進行了CT掃描，并將影像進行鏡面反轉(zhuǎn)，再把兩個影像結(jié)果疊加,。通過這種方式,，患肢的肘部就能與健肢進行對比。

比較兩個影像后發(fā)現(xiàn),，患肢的某些區(qū)域不應(yīng)出現(xiàn)骨頭,，另一些區(qū)域則沒了骨頭。因此,，醫(yī)生決定進行截骨術(shù)（切除不健康的部分）,，并用移植骨骼代替。

至此,，就解釋了患者真實病例的操作過程,。在決定進行截骨術(shù)后，醫(yī)生會對其進行干預,，手動糾正偏差,，并為患者進行骨骼移植。移植體在手術(shù)室中按尺寸打磨,，因此,，在干預中外科醫(yī)生必須將骨骼打磨至完美符合患者所需的形狀。

使用3D打印和具備生物相容性的絲材——在這個案例中也就是Oss細絲,，移植體可以在外科醫(yī)生進入手術(shù)室前就打印好,。只要使用了正確的3D設(shè)備，移植體的形狀和大小將完全準確,。

下面的圖片顯示了使用MakerBot METHOD LABS打印機制造的3D打印移植體：

結(jié)果顯示,，成品表面質(zhì)量非常出色。盡管這是一種全新成分的絲材,，但MakerBot團隊已經(jīng)取得了最佳效果,。

個性化醫(yī)療是醫(yī)療保健的未來。它能夠提供定制的解決方案,，可以保證更好的效果,，并減少再次干預的次數(shù)。然而,，重要的是必須牢記,，在醫(yī)學領(lǐng)域，任何解決方案必須是安全和可控的,。在研究過程中,，為了得出正確的結(jié)論，確保過程的可重復性也相當重要,。

COLFEED4Print是創(chuàng)新應(yīng)用3D絲材開發(fā)的先鋒,，而MakerBot的設(shè)備為這類以創(chuàng)新為核心的企業(yè)提供了理想的3D打印解決方案,。

MakerBot METHOD，用于研究的設(shè)備
在研究和開發(fā)新應(yīng)用或產(chǎn)品時,，必須確保實驗的可重復性,、可靠性和準確性。使用不正確的方法進行研究可能導致不準確的發(fā)現(xiàn)或結(jié)論,。類似情況也會發(fā)生在3D打印的研究中,，因為有很多大部分設(shè)備未納入考量的變量，比如打印環(huán)境和打印絲材的狀態(tài),。

對打印環(huán)境的控制能力是新材料開發(fā)和測試中必不可少的條件,。MakerBot METHOD LABS是唯一具備加熱腔室的桌面打印機。它的加熱腔室可以控制前一打印層的溫度,，這有助于更好的層間融合,。帶有加熱表面的3D設(shè)備會隨著打印層數(shù)的增加出現(xiàn)溫度梯度,，使得層間融合不恒定,、不平均。因此,，在3D打印中受控的環(huán)境可提高可重復性,，實現(xiàn)更加嚴苛和精準的打印。

LABS生態(tài)系統(tǒng)
此外,，MakerBot設(shè)備還有專為實驗材料設(shè)計的擠出機,，一體成型的超長噴嘴可以更好地控制擠出和縮回。它的齒輪系統(tǒng)可產(chǎn)生200牛米的扭矩,，并擠出最高標準的絲材,。另一方面，MakerBot 3D打印機還帶有空氣過濾器,，可處理材料發(fā)散出的有害顆粒,。

這些都使得MakerBot 3D打印機成為了開發(fā)和打印創(chuàng)新產(chǎn)品和材料的理想工具。