導(dǎo)讀：2021年8月4日，自巴塞爾大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型的3D打印植入物，用于治療眼窩骨折，并降低了術(shù)后的排斥風(fēng)險(xiǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)使用Prusa i33D打印機(jī)和PEEK長(zhǎng)絲打印的移植物能夠克服材料的生物惰性，這要?dú)w功于其多孔的特點(diǎn)，它可以被定制以加強(qiáng)細(xì)胞修復(fù)。通過(guò)有限元（FE）分析，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)他們的設(shè)備是高度可定制的，這意味著在未來(lái)，它們可以被調(diào)整以滿足個(gè)別光學(xué)病人的需求。這項(xiàng)研究表明："高溫、可植入級(jí)熱塑性聚合物（如PEEK）的打印為更復(fù)雜的一代生物材料鋪平了道路。在醫(yī)療點(diǎn)實(shí)施FDM 3D打印可以減少材料浪費(fèi)，方便對(duì)操作者進(jìn)行培訓(xùn)，加快植入物的生產(chǎn)，提高了成本效益和對(duì)不同病人的針對(duì)性治療"。

△研究人員的3D打印眼窩植入物安裝在一個(gè)頭骨模型上。照片來(lái)自巴塞爾大學(xué)

治療"眼窩骨折

在過(guò)去，研究人員曾嘗試過(guò)給PEEK涂層以改善其骨整合的想法，但不良的結(jié)合會(huì)導(dǎo)致材料的降解，最終導(dǎo)致骨溶解。另外，鑒于該技術(shù)固有的設(shè)計(jì)靈活性，3D打印技術(shù)越來(lái)越多地被用于外科移植，它可以實(shí)現(xiàn)多孔植入物，促進(jìn)更多的細(xì)胞再生。然而，盡管增材制造醫(yī)療設(shè)備具有臨床潛力，但巴塞爾的研究人員沒(méi)有發(fā)現(xiàn)目前有相關(guān)研究對(duì)PEEK FDM 3D打印植入物的行為進(jìn)行研究。因此他們現(xiàn)在已經(jīng)建立了一個(gè)工作流程，能夠生產(chǎn)定制的移植物，其特點(diǎn)是改善手術(shù)的適用性。

△"反向折紙"3D打印方法。圖片來(lái)自巴塞爾大學(xué)

PEEK材料的性能優(yōu)化

為了使他們的移植物再次成為三維的，研究人員隨后使用一個(gè)模具和壓力箱將它們加熱并壓縮成所需的形狀，然后對(duì)它們的質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)和分析。每個(gè)設(shè)備都根據(jù)它們?cè)?/span>0.3N下的變形以及它們的形態(tài)契合度進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)果顯示，最薄的植入物在壓力下的應(yīng)力水平也最高。在與病人模型的配合和準(zhǔn)確性方面，根據(jù)研究小組自己的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)設(shè)備的得分至少為"滿意"，而長(zhǎng)方形的植入物被標(biāo)記為最堅(jiān)固。因此，該團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，他們的方法與所生產(chǎn)的設(shè)備同樣重要，而且FE建模使他們能夠快速更新出對(duì)病人友好的設(shè)計(jì)。"使用多標(biāo)準(zhǔn)決策（MCDM）評(píng)估，基于FE的計(jì)算分析和FDM可以在多種治療方案中進(jìn)行評(píng)估，"該研究團(tuán)隊(duì)在論文中解釋道："這種方法表明，可以評(píng)估一系列的組合，以達(dá)到最有效的臨床解決方案"。

△研究人員的3D打印植入物在測(cè)試中顯示的變形量都在0.107毫米或以下。圖片來(lái)自巴塞爾大學(xué)

3D打印的可視化治療潛力

研究人員的研究結(jié)果詳見(jiàn)他們的論文，題為"A multi-criteria assessment strategy for 3D printed porous Polyetheretherketone (PEEK) patient-specific implants for orbital wall reconstruction"。