3D打印技術(shù)制造出植入物 新型復(fù)合材料可使受損骨骼恢復(fù)速度提高1倍

俄羅斯托木斯克理工大學(xué)科研人員使用3D打印技術(shù)制造出一種植入物，在其表面涂覆一層生物活性涂層，可使受損骨骼的恢復(fù)速度提高一倍，顯著節(jié)省了治療時(shí)間和資源。相關(guān)研究發(fā)表在《現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)》期刊上。

目前，修復(fù)醫(yī)學(xué)的成功與模仿活體組織的復(fù)合生物材料植入物有很大關(guān)系。復(fù)合材料由具有不同化學(xué)和機(jī)械特性的元素組成，與均質(zhì)結(jié)構(gòu)的單相材料不同，可以更準(zhǔn)確地再現(xiàn)受損身體組織的功能。使用3D打印技術(shù)制造植入物方便且高效，然而，將復(fù)合涂層應(yīng)用于此類植入物的技術(shù)還處于前期發(fā)展階段。

在新研究中，研究人員提出了使用3D打印技術(shù)制造鈦植入物的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，并提出了使用生物活性磷酸鈣涂層改進(jìn)它們的方法，該涂層可加速修復(fù)骨損傷。

托木斯克理工大學(xué)溫伯格科學(xué)和教育中心副教授謝爾蓋·特維爾多赫列博夫稱，他們研制的涂層已經(jīng)在世界著名的伊利扎羅夫創(chuàng)傷中心成功使用，為來(lái)自俄羅斯、法國(guó)和其他國(guó)家的400多名6—50歲的患者安裝了帶有涂層的植入物。這些涂層植入物也成功地應(yīng)用于獸醫(yī)實(shí)踐。根據(jù)與該中心專家聯(lián)合研究的結(jié)果，沒有觀察到一例植入物被身體排斥的情況，并且由于使用了涂層，使骨骼和肌肉正常結(jié)構(gòu)的恢復(fù)速度提高了一倍。

據(jù)謝爾蓋·特維爾多赫列博介紹，該技術(shù)的新穎之處在于結(jié)合了多種材料改性方法。不僅可以在形狀上，而且可以在理化和生物學(xué)特性上將植入物個(gè)性化，這是治療復(fù)雜病變和損傷所必需的。該技術(shù)還結(jié)合了多種工藝，通過(guò)微弧氧化在鈦表面形成多孔磷酸鈣涂層，然后用可生物降解的材料浸漬涂層，作為藥物和生物活性物質(zhì)的容器，以提高植入物的存活率，最后，通過(guò)等離子體磁控濺射處理，使材料獲得活細(xì)胞生長(zhǎng)的最佳特性。

據(jù)悉，該大學(xué)科研人員還使用計(jì)算機(jī)模擬植入物上的藥物釋放過(guò)程。這不僅有助于優(yōu)化產(chǎn)品性能，還減少了昂貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)量，使新型植入物能夠更快地進(jìn)入市場(chǎng)。未來(lái)，該科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開發(fā)鈦和聚合植入物用生物活性涂層技術(shù)，用于治療骨質(zhì)疏松癥和其他復(fù)雜的骨組織病變。(科技日?qǐng)?bào)記者 董映璧)