几十万个案例,3D打印髋臼杯走过十多年历史

现在,工业级3D打印已经用来制造最复杂的飞机零件,还可以近乎完美地复制人类头骨。但是早在2007年,很少有人想到过通过3D打印技术来制造人体的植入物。

不过如今,你或许感到吃惊,其实3D打印髋关节已经走过十多年历史,并拥有数十万多个手术案例。

几十万个案例,3D打印髋臼杯走过十多年历史

2007年的时候,意大利外科医生Guido Grappiolo博士遇到一个患者需要更换她的钛髋关节杯。当时Grappiolo医生通过Lima以及金属3D打印设备厂商Arcam合作(Arcam现在属于GE Additive),在他们的帮助下,Grappiolo医生植入了世界上第一个3D打印的髋臼杯-Delta-TT杯,该项目将成为具有里程碑意义的案例。

Delta-TT杯中的TT代表“Trabecular Titanium”小梁钛,其特点是具有模拟骨小梁形态规则的三维六角形结构,Trabecular Titanium 植入物表面具有多孔结构,与等离子喷涂等工艺制造的表面涂层的不同之处在于,该结构是由3D打印设备直接制造出来的仿生结构,孔的几何结构可以得到精确的控制,例如通过Trabecular Titanium 技术制造的髋臼杯植入物的孔隙率为65%,平均孔径为640μm。金属3D打印技术所创建的多孔植入物结构可以促进骨长入,从而带来更加良好的康复效果。

手术几个月后,Grappiolo医生查看患者的CT扫描图像,看到她的骨组织已经开始长成与植入体形成很好的结合。从技术角度来看,这向医学界证明了3D打印植入物可以带来的稳定的感觉。

3D打印髋关节植入物在人体内可以持续多久?至今还没有准确的答案。但目前来看迹象很好,就Grappiolo医生本人来说,他此后植入了近600个髋关节,而他所在的科室已经植入了超过1500个3D打印的植入物。

如今,世界各地的许多其他医生都在使用3D打印的Delta-TT杯进行日常手术,根据Arcam骨科行业专家Maria Pettersson,接受传统髋关节植入手术的人在10至15年后更换植入物并不罕见。通常情况下,他们可以将其延长至20年以上。

几十万个案例,3D打印髋臼杯走过十多年历史

像Lima这样的外科植入物制造商还可以根据患者和外科医生的需求定制最终植入物的设计,接近人体骨结构的特征,包括表面上复杂的三维六边形细胞结构。

这种设计自由度以及根据患者不同需求定制植入物的能力是3D打印越来越多地用于牙科植入物,助听器,假肢甚至手术工具的原因。

如今,仅仅通过Arcam的3D打印设备就已经制造了超过100,000个髋臼杯,并植入患者体内。如果在加上通过其他品牌的3D打印设备制造的髋臼杯,会有数十万个已经植入人体的案例。

虽然3D打印的髋臼杯在医院今天进行的髋关节置换术总数中仍占很小的比例,但这一切正在发生变化。

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