我感謝生活在本世紀的眾多原因之一是醫(yī)療保健質(zhì)量更高。在過去，鐵匠和理發(fā)師也是醫(yī)療保健提供者，還有治療師和專業(yè)骨科醫(yī)師。這些古老的提供者選項對我來說聽起來并不特別有趣，但值得慶幸的是，多年來醫(yī)療治療取得了很大進展。

研究機構(gòu)和公司一直致力于改善醫(yī)療技術(shù) - 自20世紀初以來，外科醫(yī)生一直在使用金屬植入物治療類風濕性關(guān)節(jié)炎和骨關(guān)節(jié)炎等疾病，患者現(xiàn)在可以獲得專為他們制作的3D印刷金屬植入物。

全球計量公司Renishaw已經(jīng)為各種類型的患者開發(fā)了許多創(chuàng)新的3D打印醫(yī)療項目，而雷尼紹的高級醫(yī)療開發(fā)工程師Matt Parkes目前正在開發(fā)另一種醫(yī)療項目。在最近的一項案例研究中，該公司贊同Parkes與安大略省西部大學合作，討論智能假體如何改善我們治療骨骼損傷和疾病的方式。

傳統(tǒng)制造的植入物長期給外科醫(yī)生和患者帶來困難。他們只能制造一定數(shù)量的形狀和尺寸，因此患者可能無法獲得準確的配合，金屬植入物可以消除患者骨骼的壓力，稱為應力遮擋，這會削弱骨骼。此外，傳統(tǒng)的植入物，尤其是關(guān)節(jié)置換手術(shù)中的植入物，可能松動，有時是由于骨整合不良引起的。

這就是為什么研究人員正在努力進一步開發(fā)智能植入物，這首先和最重要的是讓患者更好地適應。通過開發(fā)智能植入物，醫(yī)療服務(wù)提供者可以顯著改善患者的預后配備智能植入物的患者，而不是常規(guī)制造的患者，術(shù)后發(fā)生嚴重感染的風險較低，患者的不適感和疼痛較少，未來也不太可能需要進行修復手術(shù)。

兩種選擇使植入物變得智能化 - 使用3D打印技術(shù)從CT數(shù)據(jù)制作特定患者的植入物（PSI），或使用可收集患者特定數(shù)據(jù)的傳感器。

使用患者CT掃描開發(fā)的PSI將鼓勵種植體與骨骼更完全融合，從而降低松動，疼痛或進一步手術(shù)干預的風險。由于3D打印具有固有的附加特性，它可以構(gòu)建材料而不是將材料切割掉，外科醫(yī)生可以創(chuàng)建更加準確地貼合患者的PSI，而且我們知道，該技術(shù)能夠創(chuàng)建更加復雜的幾何圖形。

3D打印還使得外科醫(yī)生能夠控制不同的材料屬性成為可能，因此他們可以制造模仿患者骨密度，僵硬度和小梁結(jié)構(gòu)的植入物，正如案例研究所指出的那樣，“可以減少應力遮擋并改善骨整合和物理功能進一步“。

如前所述，通過添加傳感器，植入物也可以變得更加智能，從而為醫(yī)生提供更準確的方式來測量患者數(shù)據(jù)，如溫度。先進的傳感器技術(shù)甚至有可能在一天內(nèi)開發(fā)出能夠檢測感染的植入物，并在它成為問題之前自動分泌一定劑量的抗生素，從而使病人不再住院。

在一個例子中，傳感器可以結(jié)合到骨強化植入物中，這有助于骨折愈合。傳感器可以測量在植入物上施加了多大的應力，這表明骨折愈合的程度，并使外科醫(yī)生更好地了解何時將患者移至愈合治療的下一個階段。

通過向植入物添加加速度計，醫(yī)療保健專業(yè)人員可以監(jiān)視病人的運動并遠程采集數(shù)據(jù)，這樣他們可以查看病人是否跟上他們的處方理療;不遵守這個規(guī)定，并且沒有足夠的休息，也會導致植入物變松。

雷尼紹和西方大學之前在大學的校園內(nèi)設(shè)立了手術(shù)解決方案中的添加劑設(shè)計（ADEISS）中心，該中心將學術(shù)界和臨床醫(yī)生聚集在一起，共同開發(fā)新型3D打印醫(yī)療設(shè)備。該研究所目前正在開發(fā)傳感器植入領(lǐng)域的技術(shù)，并且最近推出了其智能髖關(guān)節(jié)概念，該概念使用加速度計和溫度傳感器采集患者數(shù)據(jù)，隨后傳送給遠程設(shè)備。

在世界各地采用智能植入物之前，仍有一些挑戰(zhàn)需要通過 - 需要進行臨床研究以收集植入物的性能和安全性數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須符合特定的規(guī)定，具體取決于國家。此外，智能植入物中的個人數(shù)據(jù)需要處理。但是，如果我們能夠廣泛臨床采用3D打印和傳感器技術(shù)的植入物，他們可以通過多種方式使外科醫(yī)生和患者受益。