3D 打印人工骨

fiber

       在 3D 打印人工骨制造领域，国外起步较早，自 20 世纪 90 年代初起便有许多专家学者利用该方法进行合金材料及热塑性高分子材料人工骨的研究工作，并大胆的进行了应用尝试，取得满意效果，展示出该技术巨大的潜在价值和市场前景。
         1994—2000 年，Baker 等人用 CT 扫描与 SL 技术结合，制造出离体颅骨复制品。结果显示，SL 技术可精确复制复杂解剖结构。Berry 等人
采用尼龙材料，应用 SLS方法对颅骨三维 CT 扫描数据进行烧结，得到完整的颅骨模型。Bose和 Hattiangadi等人应用包括 FDM 在内的间接制造方法成功研制出多孔生物陶瓷植入体。Hutmacter等人利用 FDM 方法，采用可降解的 PCL（polycapr-  olactone）材料制造出人工骨。Levy 等人应用 SLA 技术制造羟基磷灰石支架并用作眼眶骨替代物，与传统技术相比，这些骨替代植入体具有较好植入效果。 2001 年，Barlow 等人应用 SLS 方法烧结磷酸钙粉末材料，制备出生物相容性良好的骨植入体，经动物实验发现该植入体具备刺激和促进新骨生长的能力。Harlan等人应用氧化锆和 Ti-4Al-6V 合金材料，通过 SLS 方法制造出人体腿骨部的钛铸模。该研究表明，不需要特殊工具或者蜡模，SLS 技术可以将 Ti 合金烧结成各种复杂的零。同年，Zhuo Xiong、Zeltinger 等人
[分别利用精细喷射制造技术（PEM）和 3DP技术成功制造出多孔聚乳酸 porous poly（l-lactic acid）组织工程支架，经评估认为该支架具有潜在的组织再生能力。
          2002 年，Lam 等人同样利用 3DP 技术制造出淀粉基聚合物生物活性支架，研究发现其具有较好的细胞粘附性能。Zein 等人应用 FDM 技术制造出具有完全互联孔隙的蜂窝状 poly（ε-caprolactone）（PCL）支架，孔隙/通道尺寸从 160μm—700μm，孔隙率 48%—77%。机械试验结果显示该支架的抗压刚度和屈服强度分别为 4MPa—77MPa和 0.4MPa—3.6MPa。 2003 年，Abe 和 Santos 等人应用 SLS/SLM 方法烧结出纯钛植入体模型，通过
实验研究其力学性能。Kalita和他的研究小组利用 LOM 技术成形羟基磷灰石（HA）/玻璃薄膜材料，制备出人工骨基体。Cornejo 等人研究出一种类似于 FDM 工艺的技术：陶瓷熔融沉积（FDC），用该技术制造出多种陶瓷支架并应用于整形外科手术。 2004 年，Gopakumar等人采用羟基磷灰石粉末（40％）与丙烯酸单体（60％）混合材料，应用 SL 技术成功制造出人工骨植入体。 2005 年，Devider 等人利用多孔 316L 不锈钢材料及 SLS 技术成功制造人工髋关节模型，并对烧结参数和烧结特性进行研究。2006 年，Hollander 等人利用直接激光烧结技术成功制备出 Ti-6Al-4V 人工骨微孔支架并进行研究，取得满意成果。 2007 年，Vandenbroucke 等人利用 SLS/SLM 方法烧结出 Ti-6Al-4V 医用植入体，这些致密金属植入体具备 99%的相对密度，轮廓精度很高，相对于多孔钛植入体具有更高的力学性能。 2008 年，Simpson 等人对生物活性复合材料聚丙交酯-乙交酯共聚物/HA 及聚丙
交酯-乙交酯共聚物/β-磷酸三钙的 SLS 烧结工艺进行研究，制备出人工骨支架植入体。同年，Zhou等人利用 SLS 技术成形聚 L-丙交酯/纳米羟基磷灰石复合材料，制备出性能良好的生物组织工程支架并进行深入研究。 2010 年，Ohtaki 和 Fukushima利用 SLS 方法将聚酰胺尼龙和玻璃微珠古复合粉
末加工成头盖骨模型，其表面及内部的结构孔、裂纹等突出形貌均得到良好的复制，非常适用于医用教学。 2012 年，Chrzan 等人采用 CT 扫描、逆向工程和 3D 打印技术针对 19 例颅骨部分缺损患者制造出个性化假体并成功植入，明显提高手术效率并且植入效果良好。