通过金属3D打印技术改善股骨柄假体植入后的松动问题

置换全髋关节或半髋关节植入物是治疗老年股骨颈骨折等疾病的重要方法，已经大量运用在临床治疗中。然而随着治疗案例的增加，治疗失败的案例也逐渐增加，其中股骨柄假体的松动或下沉是导致治疗失败的原因之一。南极熊之前报道了国内几例3d打印置换全髋关节或半髋关节植入手术，并且取得了成功。

因此如何降低股骨柄假体松动的风险，提升植入物的寿命，成为股骨柄假体的设计和制造中需要解决的问题。爱尔兰国立大学生物力学研究中心和英国3T 公司针对金属3D打印的优势，对股骨柄假体的设计进行了优化，从提升假体固定效果的角度上来提升髋关节植入物的寿命和成功率。

表面孔隙+整体式的假体

爱尔兰国立大学生物力学研究中心发现股骨柄假体的初次固定和手术植入后在人体内的二次固定不充分是导致股骨柄假体松动和失效的原因之一，对假体进行良好的初次固定和假体植入后的二次固定将提高髋关节植入物的寿命，减少患者因植入物失效而面临的痛苦。

通常假体的初次固定依赖于假体表面涂层所产生的摩擦力，在一些病例中，摩擦不足导致了植入物的松动和失效。爱尔兰国立大学生物力学研究中心希望通过优化股骨柄假体表面结构来改善这个问题，同时选定了金属3D打印技术作为假体及表面结构的制造方式。

这些工作是由爱尔兰国立大学生物力学研究中心与3T 公司合作进行的，双方共同发掘了金属3D打印技术为假体设计和制造所带来的特殊优势。双方对髋关节股骨柄假体的设计进行了多次迭代，优化了骨头/植入物界面以及Ti6Al4V钛合金材料增材制造的一致性。经过设计迭代的股骨柄假体表面拥有大量微孔结构，假体内部也拥有相互连接的孔隙结构。

3T 公司使用了EOS的DMLS金属3D打印设备完成股骨柄假体的制造。值得注意的是，股骨柄假体的表面微孔结构不是通过假体加工之后的涂层来实现的，而是与假体同时金属3D打印机制造出来的整体结构，这种结构除了有利于植入物的固定，还降低了总的制造成本。

爱尔兰国立大学生物力学研究中心对3D打印的假体表面结构与常见的多孔钽和等离子喷涂技术所制造的表面结构进行了摩擦力测试，测试的结果是，在正常压力下，3D打印的假体表面结构提供横向运动阻力高于其他两种技术所实现的表面结构，其中相比多孔钽表面最多高74%, 相比等离子喷涂涂层最多高246%，这意味着金属3D打印技术的假体能够提供更好的初次固定效果。假体内部所拥有的相互连接的孔隙结构则有利于人体自身骨细胞的长入，有利于植入物假体的二次固定。

据市场研究，凭借着在制造植入物复杂孔隙结构领域的优势，金属3D打印技术在髋关节植入物制造领域的应用已经走向商业化，我国首个通过CFDA审批的3D打印植入物就是髋关节植入物中的髋臼杯。对于3D打印植入物感兴趣的谷友可以关注2017中国国际骨科内植物与生物材料大会暨展览会和2017中国国际骨科技术与成果展，全面了解植入物行业的最新进展，植入物材料、制造技术和应用等产业上下游信息，从而对3D打印植入物市场有进一步的理解。

2017中国国际骨科内植物与生物材料大会暨展览会

BoneTec-China 2017「2017中国国际骨科内植物与生物材料展览会」立足骨科生物材料全产业链，打造骨科生物材料领域的采购、互利合作、学习、交流的行业性展会，致力于发展成为中国骨科内植物与骨科生物材料领域从源头到终端全产业链一站式采购平台。BoneTec-China将在全球范围内邀请参展企业与参观观众，并提供一系列尊贵买家服务给符合条件的展会采购商，将为每一位参展企业与采购商提供拓展海外市场与了解全球行业前沿成果的绝好机会。BoneTec-China 2016 在拓宽买家采购途径的同时，也为买家打造了一个与业内上下游会面、收集市场信息、产学研医深度交流的一站式骨科生物材料贸易平台。BoneTec-China 2017参展企业包括骨科生物材料基础原材料、生物材料加工制备、骨科3D打印、表面处理、合同制造及骨科内植物等骨科生物材料全产业链。参观群体来自骨科生物材料上下游企业，骨科研发机构与高校、临床医生、医院代表、新闻媒体等。目前，BoneTec-China「中国国际骨科内植物与生物材料展会」每年吸引来自中国内地、香港、台湾以及美国、英国、澳大利亚、日本、德国等多个国家和地区的参展商参加，不单是在中国具有影响力骨科生物材料展览会，业内人士也十分认可其高度的专业性与影响力。同期多场高峰论坛，也增加了展会的技术内涵。

展会日期：
2017年4月21-22日 上海
开放时间（免费参观）：
上午9:30至下午5:30

2017中国国际骨科技术与成果展
ORTHO-CHINA 立足骨科全产业链，致力于搭建产业链上下游资源互补的合作与贸易平台，行业专业信息的集散平台和行业学术、技术的交流平台。ORTHO-CHINA 将在全球范围内邀请参展企业与专业观众，为骨科领域产学研医不同单位在不同发展阶段寻找最合适的合作伙伴。

展会日期：
2017年4月21-22日 上海
开放时间（免费参观）：
上午9:30至下午5:30

参考资料：
OsteoAnchor technology
Addictive Manufacturing Solutions for Imporved Medical Implants
髋关节置术后假体松动原因分析及假体设计构想

来源：3d科学谷