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“骨”舞人心:2017年3D打印骨植入物盘点
2018-1-11 9:01:40
“骨”舞人心:2017年3D打印骨植入物盘点

  2017年,成长迅速的3D打印骨植入物在临床上取得多项成功,解锁了越来越多的骨科手术。与此同时,科研机构与医疗用品巨头齐齐发力,实现众多技术突破,其中一部分具有里程碑意义。这些鼓舞人心的成果预示着更多骨病患者将拥有光明未来。
  生物3D打印是增材制造产业最受关注的前沿领域之一,这不仅是由于该领域黑科技频出,更是因为其与医疗行业关系十分密切,对我们的身体健康乃至生命安全正产生日益深远的影响。
  3D打印骨植入物则是生物3D打印中发展最快的分支之一,在大部分生物3D打印产品还停留在实验室研究阶段时,它已大踏步走向临床实践,为拯救病患做出了实质贡献。刚刚与我们挥别的2017年,3D打印骨植入物又取得了哪些鼓舞人心的成果呢?和小编一起来回顾吧!
  2017,他们因3D打印骨植入物重获新生
  2017年2月,印度Medanta The Medicity医院利用3D打印钛椎骨重建部分脊柱,有效填补了第一节颈椎和第四节颈椎之间的空白,让一位患有脊柱结核的32岁妇女再获行走能力。这是印度第一次进行这类手术,手术进行了10小时。
  同在2月,英国沃里克郡的一名男子接受了定制3D打印钛胸骨和肋骨植入手术。据了解,他是英国第一个,同时也是全球第二个接受这种手术的患者。钛的优势在于,它具有更强的抗感染能力,且重量轻、坚固耐用。此外,由于它能完全复制缺陷,手术操作时间会随着插入而减少。它也能提供更好的美容效果。
  6月,我国西安唐都医院胸腔外科利用新型聚醚醚酮(PEEK)材料,为一名胸壁肿瘤患者成功3D打印并置换了肋骨。PEEK材料与近几年流行的钛合金材料相比有质的改变,它具有非常优越的生物相容性,耐热等级高、耐辐射、耐化学腐蚀,抗冲击性能和抗疲劳性能良好。该手术是全球第一例3D打印PEEK肋骨植入术,标志着3D打印PEEK材料首次进入临床应用。
  也是在6月,荷兰阿姆斯特丹OLVG医院成为荷兰第一个将3D打印髋骨成功植入患者体内的医疗机构。该院矫形外科医生将3D打印钛板植入一个13岁女孩的臀部,从而使她获得正常人的行为能力。这名女孩也因此成为荷兰首个拥有3D打印植入物的幸运儿。
  8月,一名患有肋骨肿瘤的7岁男孩在西安唐都医院接受了有3D打印参与的胸壁重建手术,他的部分原生肋骨被切除,代之以能够随着身体生长发育而变长的3D打印人造骨和钛合金肋骨。这些植入物抗压能力跟人体骨骼一样强,同样能够起到保护内脏的作用。
  2017,这些技术突破即将改变未来
  1月,爱尔兰国立大学与英国3D打印公司3T RPD合作研发出一种3D打印骨植入物,它有一个复杂的、由数百个小钛爪组成的表面结构,使得植入物的使用寿命进一步延长。这一新发明弥补了传统骨植入物的一个严重缺陷,即与原生骨衔接不牢。这种独特结构提供了更好的初期固定,有望让骨植入物产业以更开放的姿态拥抱3D打印。
  3月,瑞典查尔姆斯理工大学和萨尔格学院成功地让3D打印人体软骨细胞在老鼠身上存活并生长。研究人员用CELLINK生物打印机制作了混合有人体软骨细胞的水凝胶3D打印组织,并将其植入老鼠身体。此后,该软骨组织不仅存活下来,还继续生长并血管化,形成了自己的血管。此项研究意义非凡,它表明3D打印干细胞可以在活体中生长并形成软骨。
  5月,韩国理工大学和加通大学在其新的组织工程研究中使用了微型3D打印技术。作为一个概念证明,研究人员使用由蓝光驱动的微立体光刻技术来3D打印骨细胞支架。之后,支架被放入生物反应器中,让细胞生长增殖。生物反应器内模拟血流环境,并通过引入磁场来刺激和加速细胞增殖。增殖速度的提升有望减少创建骨组织花费的时间,降低样品的失败与损失风险,进而节省骨头替换手术的费用。
  8月,丹麦研究人员取得生物3D打印重大突破——有史以来第一次,3D打印骨植入物成功“欺骗”宿主身体,让其“相信”植入物是真正的骨骼。这根“行骗成功”的3D打印骨植入物被置于一只老鼠的颅骨中,成功与宿主组织长成一体而没被排斥,进而形成了骨髓。活体对3D打印骨植入物的接受是一个重大进步。该植入物由与真实骨头相似的人造骨头材料制成。接下来,研究人员想在猪身上尝试类似的3D打印植入物。这种人造骨材料的所有组成元素已获批准,可用于人体。如果在猪身上试验成功,就有望在人身上试验,未来或为颌骨癌、骨质疏松患者的治疗提供帮助。
  8月,澳大利亚科廷大学与皇家珀斯医院、St John of God Subiaco医院合作,开发了一种3D打印设备,有益于严重骨折或骨质疏松患者的术后恢复,尤其是脊柱手术的术后恢复。该研究涉及开发一种可扩展的接骨螺钉,由医用级钛3D打印而成。这种螺钉能够提供比传统螺钉更强的骨固定。
  12月,美国马里兰大学研制出中耳受损部位的精准定制3D打印小骨假体替代品,可以改善听力损伤患者的治疗。这种假体还可用于在病理中耳所遇到的普遍性解剖学变异,能通过提高匹配度降低手术后的假体置换率,同时节省手术时间。
  2017大企业动态:强生发力3D打印半月板研究
  1月,在生物3D打印和组织工程领域享有很高知名度的加拿大生物技术公司Aspect Biosystems宣布与强生子公司、医疗保健专家DePuy Synthes Products达成一项研究合作,双方将致力于把生物3D打印以一种全新方式呈现在人们面前。他们计划用Aspect的“打印机上的实验室”生物3D打印平台来研制适用于手术治疗的3D打印膝盖半月板,力争在临床层面为患者提供帮助。
  总评
  2017年,3D打印骨植入物在多台骨科手术中实现了自己的第一次,进入人体承担起生理职能。材料方面,除了钛合金在实战中经受住了一次又一次考验,PEEK材料也异军突起,为3D打印骨植入物的制作提供了一个新选择。世界多国科研机构与大型医疗科技公司双向发力,催生出众多技术创新成果,其中一些具有里程碑意义。可以预见,3D打印骨植入物将在2018年迎来更大规模的临床应用,造福更多骨病患者。(来源:中国智能制造网)
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