3D打印医用金属植入体

3D打印医疗化产品推动了我国医疗技术不断升级，也是我国进入创新中国和健康中国新时代的标志。本文简述了3D打印医用金属植入物（桡骨、肱骨、胸骨、肋骨、脊椎、髋关节、股骨、膝关节、颅骨及义齿）的应用，涉及人体的四肢骨、躯干骨、颅骨和牙齿。因个体化的量身定制优势，3D打印技术革新了传统手术方式和假体材料加工，也提高了植入体适配率和手术成功率，为患者康复带来希望与福音。     

郭征:创新发展 勇于超越

郭征教授是空军军医大学（原第四军医大学）唐都骨科医院院长、骨科主任、全军骨肿瘤研究所所长,已累计发表论文210篇（其中SCI论文72篇）,发明专利授权12项。担任中华医学会医学工程学分会数字骨科学组组长、中国医师协会骨科医师分会3D打印专业委员会副主任委员、中国抗癌协会骨肿瘤与骨转移瘤专业委员会副主任委员、中国抗癌协会肉瘤专业委员会骨盆学组组长、全军骨科学会骨肿瘤专业委员会副主任委员。他还是国家重点研发计划项目首席科学家,哈佛大学麻省总医院骨肿瘤研究中心讲座教授。他倡导数字技术（导航、3D打印、机器人）辅助骨肿瘤精准外科治疗理念与植入器械相结合,并于2014年领衔完成世界首例3D打印钛合金个性化锁骨和肩胛骨假体植入手术,开创了3D打印个性化假体临床应用的先河,荣立个人二等功1次、个人三等功4次,获国家科技进步一等奖、军队医疗成果一等奖和陕西省科学技术一等奖各1项,陕西省卫计委授予“三秦最美医生”称号,军队优秀专业技术人才。     

3D打印Ti6Al4V钛合金支架的力学性能及生物相容性

以3D打印技术制备的多孔Ti6Al4V钛合金支架为研究对象,研究其显微结构特征与力学性能的关系,利用骨髓间充质干细胞研究多孔钛合金支架的生物相容性,以及在家兔全层骨缺损模型中研究支架周围骨质的生长情况。结果表明:3D打印的多孔Ti6Al4V钛合金支架的力学性能受其多孔特性的影响,具有较适合人体需求的初始强度;同时材料具有良好的细胞生物相容性;且多孔支架中的立体网格结构为细胞提供了生长空间,增加了骨髓间充质干细胞的增殖能力,促进了钛合金支架微孔中骨组织长入的速度。     

3D打印钛合金人体植入物的应用与研究

钛及钛合金以其良好的生物相容性,在临床上用于人体硬组织植入和修复。3D打印技术是近年快速发展的特种加工技术,突破了传统加工技术的局限,可实现近净成形,并能够制作出复杂结构,且材料利用率高,设计制作周期短。3D打印技术在个性化外形和内部细微结构加工及快速精确成形方面的巨大优势,使其在医用植入物加工领域备受关注。为此,概述了3D打印成形钛合金人体植入物的优势、应用状况以及3D打印钛合金人体植入物的生物力学适配性能的研究进展,总结了国内3D打印技术在钛合金人体植入物领域的研究现状。     

航空航天用钛合金3D打印技术的研究概述

介绍了3D打印的钛合金内部存在的气孔、球化、熔合不良、裂纹等缺陷。概述了热处理工艺对3D打印钛合金组织和性能的影响,并对近年来3D打印钛合金在航空领域国内外的应用及研究进展进行了评述。     

3D打印技术在人工骨替代物方面的应用综述

3D打印技术是综合了数字建模、机电控制、信息等诸多方面前沿技术知识的应用技术,在骨缺损修复重建中可快速准确地完成人工骨替代物和组织工程支架等的个体化设计制造。本文对3D打印技术在人工骨替代物方面的应用情况进行学习研究。     

金属零件3D打印技术的应用研究

金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术,是目前先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展对材料的不断需求,利用快速成形技术直接制造金属功能零件将会成为该技术的主要发展方向。3D打印技术正在快速改变着人们传统的生产方式和生活方式。以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印制造技术被外界认为将推动第三次工业革命。激光工程化净成形技术（LENS）,激光选区熔化技术（SLM）及电子束选区熔化技术（EBSM）3种技术是金属零件3D打印技术的典型代表。对金属零件3D打印技术,包括基本的技术原理及其技术应用领域进行了介绍,最后对金属零件3D打印技术的发展进行了展望。     

3D打印骨水泥植入物塑型器的设计

利用3D打印技术制作了定制化的骨缺损替代物塑型器,并通过三坐标测量仪对基于该塑型器制备出来的模型进行测量,与手工制作的骨缺损替代物模型和基于患者的CT数据重构的三维模型进行对比。结果表明:基于塑型器制作的骨水泥模型与重构的三维模型的误差小于1.96%,而手工制作的骨水泥与重构的三维模型的误差为24.7%。采用3D打印制作定制化骨水泥塑型模具,不但能提高骨水泥模型与患侧部位形状的相似程度,而且能有效避免在术中多次调整植入物大小和位置而导致的患者二次创伤,从而提高手术的安全性。     

定制型钛合金植入物的光固化3D打印及精密铸造

为了准确、及时地制造定制型钛合金植入物,提出利用光固化3D打印方法构建精密铸造熔模和整体型壳注模的制壳方法。结果显示,通过这种方法定制的钛合金植入物能够准确地反映患者的个体特征,所铸造的定制型植入物的化学成分、力学性能和精度均满足相应国家标准和医药行业标准,满足临床植入的要求,已完成临床案例100余例。     

3D打印医用钛合金研究进展

钛合金拥有较高的比强度、较好的耐蚀性能与生物相容性,其在医用植入物的应用市场前景十分引人关注。但传统医用钛合金植入物常采取铸造的生产方式,产品种类单一,无法满足"精准医疗"的诊疗目标。3D打印技术以其丰富的加工方式在医用钛合金方面应用优势逐渐凸显。本文介绍多孔医用钛合金的发展历史及3D打印钛合金的制造现状,分析现有3D打印医用钛合金的技术壁垒,并为未来3D打印医用钛合金的发展方向提供建议。