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仿骨头的3D打印金属螺钉植入物或可连接假肢和患者

小伊琳
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目前,市场上标准的3D打印假肢通常被安装在患者剩余的肢体上,假肢是独立于佩戴者的。然而,最近的医学进展可以让植入人体内的螺钉来连接假肢和患者。

这种方法的主要挑战是要创造一种不被人体免疫系统排斥的植入物,这种植入物看起来必须与身体中的天然组织,如骨骼、肌肉、软骨等相同。

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为此,北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学的研究人员用金属3D打印技术制造出一种表面带有骨骼纹理的关节植入物。这项已经发表在《3D打印和增材制造》杂志上的研究对比了用电子束熔融(EBM)和直接金属激光烧结(DMLS)这两种工艺3D打印的植入物的效果。

EBM 3D打印方面,研究人员使用了一台Arcam的A2 3D打印机,DMLS技术则由EOS的一台M290 3D打印机提供。两台机器均使用5级钛来打印植入物。打印结果表明,EBM能有效制造出一种表面纹理粗糙的植入物。相比之下,DMLS既可以制造出精细的表面,也可以制造出粗糙的表面。

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用EBM(A)和DMLS(B)3D打印的粗糙植入物

完成打印后,这些具有不同纹理的螺钉被植入活老鼠的腿内。4周后,研究人员发现,用EBM制造的粗糙螺钉比用DMLS制造的螺钉更难去除。这是因为,在体内,EBM螺钉能促进细胞更快地接受和生长。相比纹理精细的DMLS螺钉,带有一个粗糙纹理的DMLS螺钉能更好地促进细胞生长。

总体而言,这个研究是一个积极的信号,表明3D打印的金属螺钉是连接假肢的一个可行方法。当然,还需要进一步的研究来找到最佳的植入物纹理。

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