骨科3D打印材料的3项必然创新

骨科3D打印是医疗器械增材制造最有前途的应用之一。

3D打印已经被像全球最大的骨科制造商Stryker这样的设备开发商和Restor3d等初创公司用于制造骨科植入物和工具。

3D打印材料的一些关键创新将在未来实现更好的骨科设备。

Restor3d产品开发高级副总裁Nathan Evans说，这不是是否的问题，而是何时的问题，他确定了他期待的3D打印骨科的三项下一代材料进步。

“我认为它们都会发生，”他在接受Medical Design & Outsourcing采访时说。“只是：它会在5年还是15年内发生？”

1. 可生物降解物

可生物降解材料是骨科的一个热门话题，自大约十年前兴趣达到顶峰以来，这种话题可能已经消退了一点。

“我们有很多外科医生说，'如果你能打印出可生物降解的东西，那不是很酷吗？'”埃文斯说。

特别是在软组织修复（韧带、肌腱等）中，可生物降解的材料可以使植入物在软组织愈合后被身体吸收。

2. 药物递送

药物洗脱或药物递送材料可以使复合材料或3D打印材料能够利用抗生素来预防感染或肿瘤药物来对抗癌症。

FabRx等初创公司的研究人员正在开发用于制药的3D打印技术。Fabrx销售的设备可以3D打印个性化药物，允许定制形状，质地和口味，或将多种药物组合成一颗药丸。

但是，开发用于3D打印骨科植入物的材料，这些材料可以在局部洗脱或输送药物，这是另一回事。挑战包括当前3D打印技术的局限性，为不会使药物失活的设备找到灭菌方法，以及监管障碍。

3. 植入式聚合物

虽然像 Restor3d 这样的设备制造商使用聚合物来 3D 打印骨科工具，如试验、切割导轨和撞击器，但需要经过验证可用于植入用途的聚合物。即使是生物相容性聚合物也大多用于短期、临时的皮肤接触或牙科使用。

“用于长期植入物的3D打印聚合物非常非常少，”埃文斯说。“有一些 - PEEK是人们在印刷植入物上做了一些事情。

用聚合物3D打印骨科植入物将保留3D打印金属骨科植入物的一些优点，例如表面孔隙率和患者特定的定制。

但对于植入式设备，聚合物可能比金属更具优势。其中一个优点是与金属相比，聚合物的成像伪影相对减少。另一个原因是聚合物的刚度低于金属，这是应力屏蔽的一个因素。

埃文斯说：“当[金属]植入物承受所有负荷时，因为它非常坚固，它周围的骨头实际上会重新吸收，因为它不再承受负荷。“但是聚合物更接近于天然骨骼的强度和模量或刚度，因此您可以更好地共同分担负载。有一些数据表明，对于某些应用，聚合物实际上可能更好。