革命性新材料比ABS強(qiáng)10倍可3D打印膝關(guān)節(jié)植入物

3D打印技術(shù)正在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮著愈加重要的作用,，尤其是在制造人體植入物和醫(yī)療用具方面,。

3D打印植入物能夠大大改善患者的生活質(zhì)量,，因此它引起了許多醫(yī)生和病人的關(guān)注,。據(jù)南極熊小編的了解,，近日英國(guó)Swansea大學(xué)的科學(xué)家們又開發(fā)出了一種新型材料,，該材料有助于改善和加速使用3D打印膝關(guān)節(jié)植入物來替代受損軟骨,。

使用這種名為Samsonium的新材料，科學(xué)家們正在謀求對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行更大的改進(jìn),。Samsonium可用于3D打印,，使用該材料3D打印的膝關(guān)節(jié)植入物具有更大的耐用性。此外,，Samsonium還擁有令人印象深刻的拉伸強(qiáng)度,，質(zhì)感光滑，并能夠抑制細(xì)菌生長(zhǎng),，而且無毒性,。

從技術(shù)上講，這是一種添加了尼龍鈦粉末的聚合物,，可以兼容FDM 3D打印技術(shù),，并能夠逐步取代膠原纖維和基質(zhì)（軟骨細(xì)胞內(nèi)的），而這兩者通常會(huì)由于關(guān)節(jié)炎的侵染，需要進(jìn)行更換,。

這種材料是用最純凈的尼龍6/9,、尼龍6和尼龍6T經(jīng)過結(jié)晶優(yōu)化處理之后，再經(jīng)過一次后處理來增加其在3D打印過程中的粘性之后生成的,。

科學(xué)家們說,，經(jīng)過測(cè)試，Samsonium的強(qiáng)度超過ABS或PLA 3D打印線材十倍,。因此,，這種材料實(shí)際上在其它很多領(lǐng)域都能用得上，比如太空,。

“Samsonium具有優(yōu)越的性能可以勝任很多方面的應(yīng)用,。我們最開始是想開發(fā)出一種專門的材料用于制造高強(qiáng)度低重量的衛(wèi)星部件，并將其用在一個(gè)軌道制造項(xiàng)目中,�,！必�(fù)責(zé)開發(fā)這種新材料的Daniel J. Thomas博士稱，“然而,，在我們確定它具有超高效的滑移性能和沖擊吸收特性之后,，我們進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，使它成為一種低成本關(guān)節(jié)炎治療材料,。該材料高強(qiáng)度的秘密在于增加了鈦6/4,，這些數(shù)以百萬計(jì)的個(gè)體粘合劑將它的強(qiáng)度提升了25％�,！�

將該材料的這些優(yōu)異性能用于醫(yī)療植入物對(duì)于研究團(tuán)隊(duì)來說是一個(gè)令人振奮的突破,。對(duì)于膝關(guān)節(jié)置換和植入物的研究已經(jīng)經(jīng)歷了很長(zhǎng)一段時(shí)間，而像Samsonium這樣的材料的出現(xiàn)對(duì)于醫(yī)療界來說具有關(guān)鍵性的意義,，這種材料在壓力下不會(huì)分層斷裂或脫落,，能夠模仿真正的活組織。除了能夠提供更優(yōu)異的負(fù)載能力之外,，這種3D打印材料也是安全的,，因?yàn)樗�符合ECHA歐洲化學(xué)品管理局關(guān)于“REACH”的定義與要求。

“在研究中,，我們制作了一個(gè)軟骨關(guān)節(jié)的植入物樣品進(jìn)行測(cè)試,。我們以20毫米/秒、擠出溫度250℃的條件下使用Samsonium材料3D打印出了精密的膝關(guān)節(jié)植入物樣品,�,！盩homas說。

“這往往比骨頭置換更困難,，因?yàn)檫@些部件必須準(zhǔn)確地遵循現(xiàn)有的內(nèi)部骨骼結(jié)構(gòu)和具有足夠的柔韌性來適應(yīng)非同尋常的安裝方法,。它們自己必須具有足夠的強(qiáng)度才能保持關(guān)節(jié)不會(huì)再壓力之下錯(cuò)位,，而且最重要的是，它需要在長(zhǎng)達(dá)30年或更長(zhǎng)的時(shí)間里提供一個(gè)光滑的表面,，以匹配對(duì)應(yīng)的軟骨表面,。”

在制備植入物的時(shí)候,，該研究團(tuán)隊(duì)首先掃描病人的膝蓋,，并使用Mimics軟件生成3D打印植入物。這種植入物不僅更為便宜,，而且屬于量身定制,。

“在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)植入物就可以3D打印完成，其精確度能夠達(dá)到±185微米,�,！盩homas說，“在壓縮測(cè)試中這種新的3D打印和柔韌的植入物也會(huì)分裂,、脫層,，斷裂或撕裂。不過它們經(jīng)過了五次高壓滅菌程序,，之后仍然沒有出現(xiàn)變形。