通過金屬3D打印技術(shù)改善股骨柄假體植入后的松動問題

置換全髖關(guān)節(jié)或半髖關(guān)節(jié)植入物是治療老年股骨頸骨折等疾病的重要方法,，已經(jīng)大量運用在臨床治療中。然而隨著治療案例的增加，治療失敗的案例也逐漸增加,，其中股骨柄假體的松動或下沉是導(dǎo)致治療失敗的原因之一。南極熊之前報道了國內(nèi)幾例3d打印置換全髖關(guān)節(jié)或半髖關(guān)節(jié)植入手術(shù),，并且取得了成功。

因此如何降低股骨柄假體松動的風(fēng)險,，提升植入物的壽命,，成為股骨柄假體的設(shè)計和制造中需要解決的問題。愛爾蘭國立大學(xué)生物力學(xué)研究中心和英國3T 公司針對金屬3D打印的優(yōu)勢,，對股骨柄假體的設(shè)計進行了優(yōu)化,，從提升假體固定效果的角度上來提升髖關(guān)節(jié)植入物的壽命和成功率。

表面孔隙+整體式的假體

愛爾蘭國立大學(xué)生物力學(xué)研究中心發(fā)現(xiàn)股骨柄假體的初次固定和手術(shù)植入后在人體內(nèi)的二次固定不充分是導(dǎo)致股骨柄假體松動和失效的原因之一,，對假體進行良好的初次固定和假體植入后的二次固定將提高髖關(guān)節(jié)植入物的壽命,，減少患者因植入物失效而面臨的痛苦。

通常假體的初次固定依賴于假體表面涂層所產(chǎn)生的摩擦力,，在一些病例中,，摩擦不足導(dǎo)致了植入物的松動和失效。愛爾蘭國立大學(xué)生物力學(xué)研究中心希望通過優(yōu)化股骨柄假體表面結(jié)構(gòu)來改善這個問題,，同時選定了金屬3D打印技術(shù)作為假體及表面結(jié)構(gòu)的制造方式,。

這些工作是由愛爾蘭國立大學(xué)生物力學(xué)研究中心與3T 公司合作進行的，雙方共同發(fā)掘了金屬3D打印技術(shù)為假體設(shè)計和制造所帶來的特殊優(yōu)勢,。雙方對髖關(guān)節(jié)股骨柄假體的設(shè)計進行了多次迭代,，優(yōu)化了骨頭/植入物界面以及Ti6Al4V鈦合金材料增材制造的一致性。經(jīng)過設(shè)計迭代的股骨柄假體表面擁有大量微孔結(jié)構(gòu),，假體內(nèi)部也擁有相互連接的孔隙結(jié)構(gòu),。

3T 公司使用了EOS的DMLS金屬3D打印設(shè)備完成股骨柄假體的制造。值得注意的是,，股骨柄假體的表面微孔結(jié)構(gòu)不是通過假體加工之后的涂層來實現(xiàn)的,，而是與假體同時金屬3D打印機制造出來的整體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)除了有利于植入物的固定,，還降低了總的制造成本,。

愛爾蘭國立大學(xué)生物力學(xué)研究中心對3D打印的假體表面結(jié)構(gòu)與常見的多孔鉭和等離子噴涂技術(shù)所制造的表面結(jié)構(gòu)進行了摩擦力測試，測試的結(jié)果是,，在正常壓力下,，3D打印的假體表面結(jié)構(gòu)提供橫向運動阻力高于其他兩種技術(shù)所實現(xiàn)的表面結(jié)構(gòu)，其中相比多孔鉭表面最多高74%, 相比等離子噴涂涂層最多高246%,，這意味著金屬3D打印技術(shù)的假體能夠提供更好的初次固定效果,。假體內(nèi)部所擁有的相互連接的孔隙結(jié)構(gòu)則有利于人體自身骨細胞的長入，有利于植入物假體的二次固定,。

據(jù)市場研究,，憑借著在制造植入物復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的優(yōu)勢,，金屬3D打印技術(shù)在髖關(guān)節(jié)植入物制造領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)走向商業(yè)化，我國首個通過CFDA審批的3D打印植入物就是髖關(guān)節(jié)植入物中的髖臼杯,。對于3D打印植入物感興趣的谷友可以關(guān)注2017中國國際骨科內(nèi)植物與生物材料大會暨展覽會和2017中國國際骨科技術(shù)與成果展,，全面了解植入物行業(yè)的最新進展，植入物材料,、制造技術(shù)和應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)上下游信息,，從而對3D打印植入物市場有進一步的理解。

2017中國國際骨科內(nèi)植物與生物材料大會暨展覽會

BoneTec-China 2017「2017中國國際骨科內(nèi)植物與生物材料展覽會」立足骨科生物材料全產(chǎn)業(yè)鏈,，打造骨科生物材料領(lǐng)域的采購,、互利合作、學(xué)習(xí),、交流的行業(yè)性展會,，致力于發(fā)展成為中國骨科內(nèi)植物與骨科生物材料領(lǐng)域從源頭到終端全產(chǎn)業(yè)鏈一站式采購平臺。BoneTec-China將在全球范圍內(nèi)邀請參展企業(yè)與參觀觀眾,，并提供一系列尊貴買家服務(wù)給符合條件的展會采購商,，將為每一位參展企業(yè)與采購商提供拓展海外市場與了解全球行業(yè)前沿成果的絕好機會。BoneTec-China 2016 在拓寬買家采購?fù)緩降耐瑫r,，也為買家打造了一個與業(yè)內(nèi)上下游會面,、收集市場信息、產(chǎn)學(xué)研醫(yī)深度交流的一站式骨科生物材料貿(mào)易平臺,。BoneTec-China 2017參展企業(yè)包括骨科生物材料基礎(chǔ)原材料,、生物材料加工制備、骨科3D打印,、表面處理,、合同制造及骨科內(nèi)植物等骨科生物材料全產(chǎn)業(yè)鏈。參觀群體來自骨科生物材料上下游企業(yè),，骨科研發(fā)機構(gòu)與高校,、臨床醫(yī)生、醫(yī)院代表,、新聞媒體等,。目前，BoneTec-China「中國國際骨科內(nèi)植物與生物材料展會」每年吸引來自中國內(nèi)地,、香港,、臺灣以及美國、英國,、澳大利亞,、日本、德國等多個國家和地區(qū)的參展商參加,，不單是在中國具有影響力骨科生物材料展覽會,，業(yè)內(nèi)人士也十分認可其高度的專業(yè)性與影響力。同期多場高峰論壇,，也增加了展會的技術(shù)內(nèi)涵,。

展會日期：
2017年4月21-22日 上海
開放時間（免費參觀）：
上午9:30至下午5:30

2017中國國際骨科技術(shù)與成果展
ORTHO-CHINA 立足骨科全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于搭建產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源互補的合作與貿(mào)易平臺,，行業(yè)專業(yè)信息的集散平臺和行業(yè)學(xué)術(shù),、技術(shù)的交流平臺。ORTHO-CHINA 將在全球范圍內(nèi)邀請參展企業(yè)與專業(yè)觀眾,，為骨科領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研醫(yī)不同單位在不同發(fā)展階段尋找最合適的合作伙伴,。

展會日期：
2017年4月21-22日 上海
開放時間（免費參觀）：
上午9:30至下午5:30

參考資料：
OsteoAnchor technology
Addictive Manufacturing Solutions for Imporved Medical Implants
髖關(guān)節(jié)置術(shù)后假體松動原因分析及假體設(shè)計構(gòu)想

來源：3d科學(xué)谷