到2025 年，3D打印醫療植入物領域的增材制造預計將達到2.7 億美元。之前，我們向您展示了一系列市場上最具創新性的3D 打印矯形器。3D打印可以定制醫療植入物，以滿足每個患者的特定需求。使用 3D 打印創建的解決方案在設計、制造時間、相關成本以及患者舒適度和植入體驗方面經常優于傳統植入方法。今天，我們來看看 3D 打印的植入物——通常在很長一段時間內用于修復器官、治療疾病或補充功能。今天的 3D 打印植入物由鈦制成，鈦是醫療部門因其生物相容性而備受推崇的金屬。身體通常很好地接受這種材料，這是植入植入物的關鍵組成部分。您將在下面找到一些 3D 打印植入物的示例 - 此列表并不詳盡，因此請隨時在文章底部分享您的評論！

3D 打印醫療植入物：發現一些最具創新性的項目

當然，植入物不僅僅包括骨骼，盡管它們更容易制造，因此在市場上的產量更高。最近，我們還看到了最初由有機組織制成的部件的植入物示例。例如，這個仿生心臟瓣膜假體的案例，這是使用硅膠 AM 制成的。這些人造 3D 打印心臟瓣膜由蘇黎世聯邦理工學院和南非公司 Strait Access Technologies 的一組研究人員合作創建，旨在替代老齡化人口中的瓣膜。研究人員決定用硅膠制造閥門，因為它與人體相容。此外，通過使用 3D 打印，他們將能夠制造出與患者更完美匹配的瓣膜。應該指出的是，雖然最初的結果很有希望，但他們估計這些 3D 打印的心臟瓣膜真正上市還需要 10 年的時間。

 

超越骨骼的 3D 打印的另一個應用是視網膜。在這種情況下，一位澳大利亞工程師開發了一種由碳制成的 3D 打印人造視網膜，以幫助人們再次看到。悉尼大學的 Matthew Griffith 博士在意識到本質上，就像計算機一樣，身體只是一種碳基半導體時取得了突破。有了這些知識，他確定他可以通過創造一種碳（因此完全生物兼容）設備來復制眼睛，該設備吸收光然后產生電荷，就像眼睛一樣。此外，得益于 3D 打印的低成本制造，他完全有可能自己設計這種人造視網膜。雖然該設備實際上還沒有完成，甚至要到未來三到五年才會進入臨床研究，

 

據統計，每年有近100萬人接受膝關節和髖關節手術，是最常見的置換手術之一。然而，許多這些替代品都失敗了，令人驚訝的是，盡管如此，在過去 50 年左右的時間里，聯合重建技術并沒有發生重大變化。美國公司 Monogram Orthopedics 致力于改變這種狀況。他們目前正在開發一種結合 3D 打印和機器人技術的產品解決方案，以實現骨科植入物的大規模個性化。據該公司稱，這些植入物的設計目的是最大限度地接觸皮質和穩定性，并設計出盡可能接近患者原始解剖結構的部件（得益于 CT 掃描，這將允許原始骨骼結構的 3D 表示和 3D 打印盡可能使用鈦合金），使植入物的痛苦更小，失敗的可能性更小。雖然他們還沒有將該產品商業化，但他們已經取得了許多成就，包括籌集了 1670 萬美元，并且已經在 2021 年 3 月完成了他們的第一個全膝關節置換術（TKA）手術。

 

AB Dental 使用選擇性激光燒結(SLS) 來創建定制的種植體系統，并在口腔頜面領域創新了技術和應用。與傳統方法相比，該公司的系統允許醫生更精確地計劃牙齒和面部修復治療。該公司為患者提供多種修復性 3D 打印植入物，包括竇頂增強、眼眶骨修復和用于再吸收頜骨的骨膜下植入物。

 

Particle3D以“We Print Bone”為商標，于 2014 年由兩名醫學工程專業的學生和他們的教授推出，旨在開發一種新的解決方案來替代被破壞或手術切除的骨骼。今天，Particle3D 正在進一步開發基于患者自己的 CT/MRI 掃描的患者特定骨植入物，從而產生 3D 打印的植入物，提供獨特的類似骨骼的內部結構，包含微孔和大孔——就像真正的骨骼一樣。

 

NanoHive Medical 是 3D 打印脊柱椎間融合植入物的先驅。該公司使用其專有的仿生軟鈦晶格技術，為外科醫生及其患者提供生物力學彈性模量特性、精確的診斷成像以及成骨細胞吸引和整合——所有這些都可以減少患者的僵硬或不適感，相比之下更快的植入物穩定性到現有的PEEK植入方法。

3D 打印醫療植入物：發現一些最具創新性的項目

美國公司 Nexxt Spine 多年來一直專注于制造脊柱疾病植入物。借助 Nexxt Matrixx，該公司實現了另一項創新：3D 打印鈦植入物旨在支持成骨、改善表面形貌并促進血管生成因子的產生。命名似乎受到植入物 75% 多孔網格的啟發，該網格促進骨整合和放射學可視化。該公司在制造植入物時使用 GE Additive 的設備，因此依靠 DMLM 工藝來制造鈦零件。Nexxt Spine 的創始人 Andy Elsbury 表示，患者和診所尤其受益于鈦植入物的強度和生物相容性。

 

眼眶是眼睛所在的骨腔，每個骨腔的形狀因人而異。因此，眼眶周圍的手術程序復雜且通常很長，尤其是在植入物方面：醫生必須確保眼眶的位置及其正確插入。在香港理工大學工業中心，一個團隊 3D 打印模型來促進這些操作。該團隊從掃描儀和患者的 X 射線開始創建 CAD 模型。然后，她在 Stratasys 機器上用生物相容性熱塑性塑料打印模具的上部和下部，然后將一塊鈦壓入模具中以獲得植入物的形狀。這本身不是 3D 打印的植入物，但我們想向您展示這個應用案例，它可以顯著減少操作時間。

 

2019 年 2 月，我們向您通報了醫學界的重大突破：3D 打印機制造商 IEMAI 3D 和昆明大學醫院成功植入了使用 PEEK（一種高耐受性和生物相容性高性能熱塑性塑料）3D 打印的鎖骨。接受這種 3D 打印植入物的患者患有癌癥，不得不接受化療，無法接受金屬植入物。有問題的設備是量身定制的：增材制造可以更快、更輕松地滿足患者的要求。看來PEEK被后者的身體很好的接受了。植入物是在 IEMAI 3D MAGIC-HT-M 機器上打印的。

 

錘子、砧子和馬鐙是位于我們耳朵中的三塊骨頭，是人體中最小的骨頭，因為它們在出生后不會生長。因此，它們的形狀、大小和位置對于耳朵的正常功能非常重要。然而，有時這些骨頭會斷裂，需要更換。這就是在南非發生的事情，一名患者在車禍后植入了 3D 打印的鈦骨。在對他的中耳進行 3D 掃描后，手術背后的外科醫生團隊能夠對定制的植入物進行建模，然后將其打印在粉末床激光融合機上。在這種情況下，鈦因其生物相容性和強度而受到青睞。

 

小骨是人體最小的骨骼之一。圖片顯示的是一個真正的小骨，而不是植入物。

 

Anelia Myburgh 是一位來自墨爾本的澳大利亞女性，她通過增材制造技術改善了生活質量。由于她的下頜和牙齒上長有惡性腫瘤，醫生被迫將其切除，導致該女子面部毀容，下頜骨丟失 80% 以上。de Myburgh 的案例促使頜面外科醫生 George Dimitroulis 探索了增材制造用于創建定制模型的可能性。因此，他創造了一種具有鈦框架的頜骨植入物，能夠結合骨移植物。經過5個多小時的手術和幾個月的恢復，我們可以肯定手術是完全成功的，這項技術的進步給了Anelia生活中的安全感和信心。

3D 打印醫療植入物：發現一些最具創新性的項目

由于乳腺癌，71 歲的威爾士人 Peter Maggs 接受了 8 小時的手術切除腫瘤。在手術過程中，他的三根肋骨和部分胸骨被切除了，所以醫生們尋找一種方法來替換缺失的部分。為此，他們轉向金屬增材制造，特別是雷尼紹解決方案，以創建高品質、生物相容的肋骨模型。心胸外科醫生 Ira Goldsmith 解釋說，使用 3D 打印假肢的主要好處之一是它可以完全為患者量身定制。他證明了這一點，為 Maggs 提供了快速高效的解決方案。

 

2018 年，在保加利亞，Ivaylo Josifov 因扁桃體炎來到醫院，并帶著一根新的 3D 打印肋骨離開。全國首創。醫生發現他的肋骨有畸形，壓在肺部，促使他立即進行手術。為了治愈它，與波蘭 3D 打印機制造商 3DGence 合作，醫生們決定使用增材制造。為此，他們首先對患者骨骼進行了 3D 掃描，然后用柔性聚酰胺 3D 打印出來。由于手術以及3D打印玩家和醫生之間的合作，Ivaylo Josifov現在身體健康。

 

Tiffany Cullern 是一位來自英國的年輕女性，她在 20 歲時遭受了腦瘤的命運。這是一種幼年骨化纖維瘤，一種良性腫瘤，必須迅速切除，以免損傷年輕女性的大腦。因此，醫生決定讓蒂芙尼接受 6 小時的手術切除腫瘤。雖然手術很順利，但兩天后女孩沒有反應：她的大腦腫了。因此，為了減輕壓力，醫生不得不切除部分頭骨，而這位英國婦女在手術后的前三周內不得不減少 12.7 厘米的頭骨。然后她被植入了一個由鈦、塑料和鈣制成的 3D 打印植入物，此后取代了頭骨的缺失部分。

 

在人類和狗中，一小層軟骨可以保護關節表面，并使骨骼能夠正常滑動。不幸的是，隨著時間的推移，這種軟骨會分解，導致骨關節炎，從而導致關節疼痛。為了克服這個問題，北卡羅來納州立大學的研究人員開發了一種基于紡織品的植入物，其中含有來自患者干細胞的軟骨。部分是 3D 打印的，這種類型的植入物已經在一組有髖關節問題的狗身上成功進行了測試。這一組被分成兩部分，一部分接受了植入物，另一部分沒有。可以想象，接受植入物的狗在手術后 4 個月恢復了全部潛力。