關注3D打印植入物的崛起：終將替代傳統植入物
近年來，日益加重的人口老齡化導致骨肌系統疾病發病率在全球范圍內逐年提升，過半數老年人由于關節退行性病變而長期處于慢性疾病狀態。從宏觀角度來看，患者已不滿足通過傳統骨科植入物來緩解疼痛及恢復基本的運動功能，而是要最大限度地恢復其原有功能。
人口老齡化
以傳統人工關節為例，同一款假體具備完全一致的解剖形態，僅存尺寸差異。這種設計能滿足大規模生產，降低研發及生產成本，作為現代誕生標志的Charnley人工關節，就是統一設計的、一塊式的產品，其單一設計、流水線型生產及其使用模式，的確有利于形成標準化的治療方案，提高工作效率，且能滿足多數患者的治療需要，但是處于人群分布偏兩端的患者卻成為了這一醫學模式的受害者。臨床工作中，常見假體尺寸或有幾何結構不匹配的情形，此時醫生會往往根據假體形態來改造患者解剖結構以保證手術的完成，這種“削足適履”的手段，顯然有影響手術效果的風險。這樣會直接造成個體適配性差、術中植入物和截骨面覆蓋不全或過度覆蓋。對于負重植入物而言，匹配性誤差會造成植入物滑動和受力異常，最終會造成植入物磨損，增加植入物松動的風險，導致術后患者承受疼痛并可能需要進行翻修，從長遠來看，還可能造成人工關節使用年限縮短等。
Charnley傳統人工關節
現在國內傳統的關節植入物半數以上來自歐美國家，它們的設計完全按照西方人體解剖結構特征，和國人差別較大。當前國內外的每種植入物的型號有限，全世界每年要為上百萬不同年齡、不同性別、不同種族、不同體型的病人置換破壞程度不一樣的關節，所用的人工關節卻只有5～10個規格，實在很難做到按照病人的骨骼特點“量體裁衣”。所以過去醫生只能對骨骼進行“削足適履”來獲得較好的匹配，但即便如此，仍有部分嚴重畸形的病人無法選擇到合適的假體。
國內外傳統植入物
3D打印骨科植入物與傳統植入物相比，它有能力實現產品個體化快速生產。個體化生產醫療器械并不是醫生的別出心裁，而是每一位患者所需要的“那一個”植入器材各不相同，患者的個體解剖特征或缺損部位的差異性決定了需要“按需生產、按需供貨”。就骨科植入物而言，3D打印技術展示了傳統工藝無法比擬的技術優勢：第一，可以根據人體骨骼缺損形態隨意塑形，通過患側反求技術或健側鏡像轉換制作出與原局部解剖形態一致的假體植入物，盡可能恢復患者骨骼的外觀和功能。第二，關節假體植入物可聯合多孔仿生技術，使植入物不僅具有精確的三維空間結構，其內部微孔結構還具有極好的生物相容性，有利于細胞的黏附和增殖，使活體骨與假體牢固地結合起來，促進骨組織修復。第三，可打印出具有組織活性且解剖結構完全與人體匹配的工程骨。
3D打印技術根據患者的實際情況進行個性化定制，提高了內植入物與受區的匹配度，以符合解剖及生物力學的需求，滿足不同運動習慣、性別、人種和職業的個性化需要。相關研究表明，在骨盆惡性腫瘤的切除與重建治療中，通過對殘留骨盆結構進行個體化半骨盆假體的設計，使得個體化假體完美匹配殘留結構，能夠實現患者術后最優化功能重建。
據小編了解，華鈦三維與南方醫院脊柱骨外科聯合世界頂級金屬材料及3D打印科學家領導的增材制造研究中心從2017年10月份開始籌備，進行了一個多月的個性化鈦合金3D打印工藝研究，先后設計了100多個方案，制作了數十個植入物的術前模型進行研討。終于在2018年2月7日，成功實施世界第一例3D打印個性化“人工椎體/椎間盤一體化”植入手術，不僅保住了病人的脊椎，還保住了其日后的活動能力。這次手術的成功，標志著中國的3D打印植入物技術在骨科醫療領域達到世界先進水平。
世界第一例3D打印個性化“人工椎體/椎間盤一體化”病人(右二)在術后3個月返院檢查并與華鈦三維高管及南方醫院脊椎骨科副主任鄭明輝教授(左一)合影
華鈦三維3D打印個性化人工椎體
小編獲悉華鈦三維專利產品3D打印人工椎體對比傳統植入物優勢在于：
病人術前模型及3D打印個性化金屬植入物
1：其結構為海綿狀的微孔結構結合拓撲框架結構，這種內嵌拓撲框架金屬“骨小梁”，既有利于相鄰正常脊椎的骨細胞長入其中，最終實現骨融合，又保證了椎體的整體力學性能;
內嵌拓撲框架金屬“骨小梁”
2：椎體后方設計U型板狀結構，加大脊柱中柱的支撐力，其上的凹陷部避免壓迫硬脊膜囊、脊髓、神經根，同時，U型板狀結構的兩側邊加大3D打印人工椎體穩定性及支撐力度，U型板狀結構在手術時便于3D打印人工椎體放入人體內而不易損傷脊髓、神經根及周圍軟組織。
U型板狀結構
3：U型板狀結構兩側設有一對釘孔，其內部可擰入椎弓根螺釘用于通過后方連接固定，使人工椎體連接更加牢固。
4：釘孔下方設計的斜型凹槽，其位置設置符合脊柱神經根走向，同時斜型凹槽的尺寸設計則避免了對通過斜型凹槽處的神經的壓迫及損傷。
U型板狀結構兩側釘孔、釘孔下方設計的斜型凹槽
廣州華鈦三維朱獻文董事長透露，目前第三例3D打印個性化“人工椎體/椎間盤一體化”植入手術已經處于準備階段。華鈦三維骨科研究院研制的3D打印人工椎體未來將給更多處于病痛中的患者帶來福音。同時，產品國產化后還將打破國外產品對高端市場的壟斷，降低患者的醫療支出，并對推動整個3D打印產業的發展具有重要意義。
廣州華鈦三維董事長朱獻文
小編堅信在不久的將來，3D打印技術會取得重大的突破，并隨著更多相關政策法規的出臺支持，3D打印植入物的應用將越來越廣。
(責任編輯：admin)
3D打印市場規模不斷擴大，
工信部：去年全球3D打印產
2020年，全球3D打印產業規
工業級3D打印設備占主流，
3D打印，制造業的未來
三年后市場規模可達56億，
