个性化3D打印多孔钽植入假体设计的基本原则*
2021-09-22吴先哲马幸双王富友罗彦凤
重庆医学 2021年16期
刘 洋,吴先哲,马幸双,何 鹏,王富友,罗彦凤△
(1.重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室 400030;2.重庆市光学机械研究所 401123;3.陆军军医大学第一附属医院关节外科,重庆 400038)
结合三维(3D)打印技术的个性化医疗手段可为患者量身定制符合其个人需要的植入假体,已成为现今临床医疗的新趋势[1-3]。植入假体的设计是决定假体临床应用成败的关键。为此,中国医疗器械行业协会发布了一系列与3D打印假体设计相关的团体标准[4-6]。这些团体标准对假体设计的流程和各设计环节进行了规范,其核心目的是保证假体几何尺寸与缺损部位相匹配,并且在体内工况环境中假体不被破坏。骨组织是一种力敏感性组织,其受力状态直接影响骨组织的生长状态。假体植入后其周围骨组织的受力状态与假体对力学载荷的传递密切相关。因此,在假体设计时,还需要从骨生物力学和力生物学的角度考虑假体的设计。钽金属是一种具有优异抗腐蚀性、良好抗磨损性的金属材料[7]。多孔钽在临床上具有优异的促骨融合能力,这使得多孔钽成为一种备受青睐的骨科生物材料[8-11]。但同时,钽又是一种密度大、熔点高、价格贵的金属生物材料。在多孔钽植入假体的设计中,也应该考虑钽的这些特征。本文通过总结多孔钽髁骨假体、人工膝关节置换翻修术胫骨缺损多孔钽假体、大段胫骨缺损多孔钽假体等多类个性化假体设计的实践经验,从骨生物力学和力生物学的角度,结合钽金属的特征,尝试梳理出多孔钽假体的设计原则,以期提高多孔钽植入假体临床应用的安全性、有效性、经济性。……
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