鈦合金因具有較高的比強(qiáng)度、良好的生物相容性以及耐腐蝕性等優(yōu)點，在生物醫(yī)療領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，常作為骨科植入體材料，其中，Ti6Al4V合金是最為常用的一種鈦合金。然而致密Ti6Al4V合金彈性模量為110GPa，遠(yuǎn)高于人體骨彈性模量（0.02-20GPa)，植入人體后會產(chǎn)生應(yīng)力遮擋現(xiàn)象，導(dǎo)致骨吸收、皮質(zhì)骨逐漸變薄，甚至發(fā)生植入體松動。

多孔結(jié)構(gòu)具有體密度小、比表面積大、能量吸收性好等特點，應(yīng)用前景廣泛，近年來廣受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。多孔鈦合金結(jié)合了鈦合金與多孔結(jié)構(gòu)優(yōu)良的物理、化學(xué)特性，具有功能結(jié)構(gòu)一體化的特點，可用來模擬人體骨小梁結(jié)構(gòu)，達(dá)到降低致密鈦合金彈性模量的目的。對其支桿直徑和單元尺寸進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計可獲得所需的孔隙率與孔徑，實現(xiàn)對力學(xué)性能的調(diào)控，可為骨科疾病患者帶來福音。

促骨長成性能研究

多孔結(jié)構(gòu)與人體骨的微觀結(jié)構(gòu)極為相似，其孔隙為細(xì)胞的黏附、擴(kuò)散及分化等過程創(chuàng)造了條件，相互聯(lián)通的結(jié)構(gòu)也有利于氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)，可很好地促進(jìn)骨組織的生長。大量研究表明，多孔鈦合金的孔徑、孔隙率等幾何參數(shù)對其促骨長成能力有著重要的影響，但關(guān)于最優(yōu)的幾何參數(shù)目前尚無統(tǒng)一的定論。

△3種孔徑的多孔鈦板和多孔圓柱

在植入體中的應(yīng)用

目前采用增材制造技術(shù)制備的多孔鈦合金植入體在人體不同部位的修復(fù)和置換中有著不同程度的研究與應(yīng)用，針對個體之間的差異性，多孔植入體也逐漸向個性化發(fā)展。

1、口腔頜面植入體

在口腔頜面外科方面，增材制造技術(shù)在多孔種植體、植入體中的應(yīng)用在總體上仍處于研究階段，國內(nèi)外相關(guān)的動物試驗和臨床研究相對較少，也尚無產(chǎn)品通過食品藥品監(jiān)督管理局的注冊批準(zhǔn)。但從現(xiàn)有研究不難看出，其在口腔頜面外科中具有良好的應(yīng)用前景。

△3種個性化多孔鈦合金種植體

△個性化多孔鈦合金下頜植入體

2、脊柱植入體

△多孔合金椎間融合器

3、髖關(guān)節(jié)植入體