清點最新醫(yī)用3D打印資料進展都在這里

《3D打印世界》訊/ 3D打印解剖模型、導板和植入物將變成將來病人治愈特別是高難手術(shù)中不能或缺的一一些。依據(jù)美國消費者技巧協(xié)會（CTA）和物流巨子聯(lián)合包裹服務(wù)（UPS）企業(yè)聯(lián)手公布的一份報表，2020年3D打印市場估計將增長到210億美圓，而醫(yī)療設(shè)施將在這個增長的市場中占15%的份額。有趣的是，最近美國食品和醫(yī)藥治理局（FDA）公布了對于3D打印醫(yī)療設(shè)施的原則草案，也就標志著3D打印將成為醫(yī)療的一類主流技巧的進程已然在加快，此中最最要害的環(huán)節(jié)便是所用資料能否擁有生物相容性并且能否能夠通過有關(guān)認證許可，短期《3D打印世界》發(fā)掘在這方面已然有了部分新的進展。

guidel!ne：通過FDA認證的高強度醫(yī)用3D打印線材

guidel!ne 是由3D打印線材生產(chǎn)商Taulman3D開發(fā)出一款最新線材，已然通過FDA和ISO 10993品級認證，非常合適拿來生產(chǎn)擁有生物相容的3D打印醫(yī)療服務(wù)產(chǎn)品，含蓋手術(shù)工具和植入物。

這是一類基于PETG的資料，擁有透明、高強度的特征。其獨到的熱散布促使它的高熱打印功能優(yōu)秀，在進行高熱打印的時候不會產(chǎn)生扭曲，能持續(xù)優(yōu)良的打印成效，應(yīng)用guidel!ne能夠隨便地打印出防水部件和空心管。

此外，因其能承受更高的打印熱度，因此能夠有效地成為醫(yī)用級尼龍的支持資料，它能供應(yīng)充足的粘附力生成機器支持，同時也較容易除去。

guidel!ne線材的規(guī)格如下：

拉伸強度：6850psi（高過他們最強的TECH-G）

斷裂伸長率：5.9，有281469psi的模量

熱扭曲熱度：70

軟化熱度：100C

打印熱度：250C

DentalSG：用來牙科的擁有生物相容性的3D打印樹脂

Dental SG是由有名光固化（SLA）桌面型3D打印體制造商Formlabs短期頒布的首款生物相容性樹脂，專用來牙科。

Dental SG已然經(jīng)過1類資料認證，牙醫(yī)能夠應(yīng)用DentalSG和該企業(yè)的Form 2 3D打印機打印訂制化的手術(shù)導板、培訓模型、漂白托盤、牙架、矯正器等。

往往，醫(yī)用3D打印經(jīng)常需要產(chǎn)業(yè)級的設(shè)施，這對大多數(shù)的牙科試驗室和診所來說價錢和經(jīng)營本錢難以承受，F(xiàn)ormlabs頒布的光固化桌面3D打印機并且通過認證的樹脂資料促使他們在自身的實驗臺上就打印出自身所需的工具。

可吸收生物陶瓷資料可用來骨骼恢復(fù)

這是由歐洲的一個研發(fā)項目RESTORATION開發(fā)出的可吸收生物陶瓷資料，可用來三類不同的運用：下頜骨、脊椎和膝蓋。這資料能夠模仿骨骼構(gòu)造，況且能夠通過設(shè)計并3D打印出全面搭配植入部位的機器需要的植入物。另外，部分陶瓷還擁有生物活性，這標志著它們能夠被身體十足吸收。

現(xiàn)在，因為已然獲取了終極的成果，該項目如今將要完畢?？墒遣糠謪f(xié)作同伴將借用其成果，在將來幾年外向市場頒布新的技巧。通過進一步的開發(fā)，JRI Orthopaedics也許會在該項目已開發(fā)產(chǎn)品的根基上做進一步的研究，締造出部分副產(chǎn)品，例如能夠用做骨填充的生物陶瓷，和一個用來治愈骨骼軟骨缺損的3D打印插頭等。

據(jù)理解，這類應(yīng)用“性能梯度生物陶瓷復(fù)合資料”3D打印的插頭（如上圖所示），是專門對于膝關(guān)節(jié)的，能夠供應(yīng)關(guān)節(jié)炎的初期干預(yù)。內(nèi)科醫(yī)師只要要一個微創(chuàng)手術(shù)技巧，該插頭便可搭配患者骨骼的力學功能，供應(yīng)及時的安穩(wěn)性，況且能夠通過細胞、蛋白、生長因子和醫(yī)藥加強。

與此同時，該項目標其它協(xié)作同伴含蓋Sagetis Biotech開發(fā)出一類聚合物漿料，而Bionica Tech/COREP開發(fā)的則是一類被稱為Spine-Ghost的骨誘導復(fù)合水泥，這兩類資料都能夠用來恢復(fù)斷裂的椎骨。另外還有部分技巧尚在成長的初期階段，須要做進一步的研發(fā)來到達商業(yè)化。例如一類嶄新的頜面骨折固定板的設(shè)計，并且能夠用來軟骨恢復(fù)的可打針資料等。

生物玻璃：代替軟骨的3D打印運用

倫敦帝國學院（Imperial College London）和Milano-Bicocca大學的研發(fā)職員們已然開發(fā)出一類生物玻璃資料能夠模仿真實軟骨組織的減震和承重性。它能夠通過特定的配方來表現(xiàn)出不同的特征。

科學家們期望可以用它來開發(fā)植入物以代替椎骨之間受損的軟骨盤。軟骨是位于關(guān)節(jié)和脊椎之間的一類柔嫩的締結(jié)組織，這類組織遭到傷害以后很難恢復(fù)?？茖W家們相信，它也有也許刺激軟骨的細胞生長，這在從前是不能能通過傳統(tǒng)的方法實行的。

據(jù)理解，這類生物玻璃是由硅和一類叫做聚己內(nèi)酯的聚合物構(gòu)成的。它可以表現(xiàn)出相似軟骨的參數(shù)，含蓋柔嫩、強韌、耐久而具彈性。它能夠通過一類可生物降解的墨水形態(tài)形成，促使研發(fā)職員能夠?qū)⑵?D打印成某種特定的構(gòu)造以督促軟骨細胞在關(guān)節(jié)內(nèi)的生成和生長。

可優(yōu)化3D打印骨骼的資料配方

約翰·霍普金斯大學的研發(fā)職員4月18日在線刊登在《ACS Biomaterials Science & Engineering》雜志上的一篇論文，論文稱，每年都會有大概20萬人由于出身缺點、創(chuàng)傷或手術(shù)原因須要改換頭部或者面部的骨骼。迄今為止，最佳的治愈計劃是從病人不擔當肌體重量的腓骨上拿下一段骨頭，接著把它切成所需的外形接著植入準確的位子?？墒窃撔ａt(yī)學院生物醫(yī)學工程系副老師Warren Grayson博士認定，這類方式不單會導致大腿創(chuàng)傷，況且因為腓骨相對照較直，難以跟面部的曲線擬合得特別好。

為此，Grayson和他的隊伍期望搜到一類復(fù)合資料來3D打印骨骼支架，這類資料要可以將塑料的強度和可打印性與天然骨里存在的生物“數(shù)據(jù)”結(jié)合起來。終極科學家將聚己內(nèi)酯（PCL）——一類可降解聚酯與骨粉混合在一塊，這類骨粉是將牛膝蓋骨內(nèi)部的多孔骨骼剝離細胞以后粉碎制成的，結(jié)果標明，骨粉含量為30%和70%的混合物表現(xiàn)超卓。

為了研發(fā)該支架能否可以刺激骨骼生成，研發(fā)職員通過吸脂術(shù)為支架增加人類脂肪源性干細胞，并將支架浸在缺少親骨成份的營養(yǎng)養(yǎng)成基中。三周以后，在含有70%粉骨的支架上的細胞的基因活性比純PCL支架上生長的細胞高于幾百倍，但在含有30%的骨粉的支架上的細胞的基因活性也較高。

固然"脫細胞"的牛骨已然被FDA核準可用來臨床應(yīng)用，研發(fā)職員們說，在此后的研發(fā)中，他們期望能測驗人類骨粉，由于后者的臨床運用更為全面。

研發(fā)職員應(yīng)用鈦鉭合金改善3D打印植入物的應(yīng)力吸收

因為其超卓的物感性能和抗傳染性，鈦合金是生產(chǎn)類似膝關(guān)節(jié)/髖關(guān)節(jié)植入物如此的骨科裝置的主要選取。日前，來自新加坡科技研發(fā)局（A*STAR）的一個研發(fā)隊伍發(fā)掘應(yīng)用擁有有趣參數(shù)的鈦、鉭粉末能夠3D打印出擁有更好的應(yīng)力吸收本領(lǐng)的訂制植入物。

理論上說，鈦、鉭元素構(gòu)成的合金是一定沒有問題的，由于這兩類金屬都具有生物相容性，況且其機器參數(shù)要優(yōu)于純鈦?？墒倾g金屬的熔點十分高（超越3000攝氏度），這就標志著將鈦金屬成為可用來SLM技巧的球形金屬粉末在經(jīng)濟上根本不能行。而市場上常見的鉭粉往往是通過氣體霧化生成的長條形粗拙微粒。

為了戰(zhàn)勝這一問題，研發(fā)隊伍將這類粗拙的鉭金屬粉與此外一類市場上現(xiàn)成的微球形鈦金屬粉末混合在一塊。在將這兩類資料混合半天以后，他們觀測到這類混合物能夠鋪設(shè)得愈加勻稱，更便于SLM技巧應(yīng)用。顯微鏡試驗揭露在混合以后鈦金屬的球形外形仍舊保留，這是該混合物可順利用來3D打印的要害。

研發(fā)職員估計，這類鈦鉭合金將可以加重“應(yīng)力遮擋”效應(yīng)，所謂的“應(yīng)力遮擋”效應(yīng)是指植入物的硬渡過高造成其臨近的骨骼得不到充足的力學刺激而造成骨質(zhì)放松的情況。