目前,市場上標(biāo)準(zhǔn)的3D打印假肢通常被安裝在患者剩余的肢體上,假肢是獨立于佩戴者的。然而,最近的醫(yī)學(xué)進展可以讓植入人體內(nèi)的螺釘來連接假肢和患者。
這種方法的主要挑戰(zhàn)是要創(chuàng)造一種不被人體免疫系統(tǒng)排斥的植入物,這種植入物看起來必須與身體中的天然組織,如骨骼、肌肉、軟骨等相同。
為此,北卡羅來納州立大學(xué)和北卡羅來納大學(xué)的研究人員用金屬3D打印技術(shù)制造出一種表面帶有骨骼紋理的關(guān)節(jié)植入物。這項已經(jīng)發(fā)表在《3D打印和增材制造》雜志上的研究對比了用電子束熔融(EBM)和直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)這兩種工藝3D打印的植入物的效果。
EBM 3D打印方面,研究人員使用了一臺Arcam的A2 3D打印機,DMLS技術(shù)則由EOS的一臺M290 3D打印機提供。兩臺機器均使用5級鈦來打印植入物。打印結(jié)果表明,EBM能有效制造出一種表面紋理粗糙的植入物。相比之下,DMLS既可以制造出精細的表面,也可以制造出粗糙的表面。
用EBM(A)和DMLS(B)3D打印的粗糙植入物
完成打印后,這些具有不同紋理的螺釘被植入活老鼠的腿內(nèi)。4周后,研究人員發(fā)現(xiàn),用EBM制造的粗糙螺釘比用DMLS制造的螺釘更難去除。這是因為,在體內(nèi),EBM螺釘能促進細胞更快地接受和生長。相比紋理精細的DMLS螺釘,帶有一個粗糙紋理的DMLS螺釘能更好地促進細胞生長。
總體而言,這個研究是一個積極的信號,表明3D打印的金屬螺釘是連接假肢的一個可行方法。當(dāng)然,還需要進一步的研究來找到最佳的植入物紋理。
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