3D打印技术为脊椎重建新型解决方案提供助力
作者:yabo亚搏手机版app 发布时间:2021-09-06 11:53
本文摘要:身体健康的脊椎对人的生活质量和活动能力也具有十分最重要的意义。当人的脊椎再次发生问题的时候,经常必须以微创形式将塑料或金属做成的部件植入到人体内。 在患者和外科医生显然,这些植入物需要在脊椎修复过程中建构“小小的奇迹”——经过小规模的介入之后,患者就能在短时间内完全恢复脊椎的承托功能和运动机能。这些植入物的设计、功能和生产必须大量的科学知识储备作为基础。 脊椎笼(spinecage)是一种用作徵祥和减低脊椎压力的植入物。

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身体健康的脊椎对人的生活质量和活动能力也具有十分最重要的意义。当人的脊椎再次发生问题的时候,经常必须以微创形式将塑料或金属做成的部件植入到人体内。

在患者和外科医生显然,这些植入物需要在脊椎修复过程中建构“小小的奇迹”——经过小规模的介入之后,患者就能在短时间内完全恢复脊椎的承托功能和运动机能。这些植入物的设计、功能和生产必须大量的科学知识储备作为基础。

脊椎笼(spinecage)是一种用作徵祥和减低脊椎压力的植入物。椎间盘产生问题的患者,一般来说不会以微创形式融合钛制螺钉用于这种植入物。目前用于的脊椎捕虫都是使用高性能塑料PEEK(聚醚醚酮)材料做成的,PEEK是一种耐高温的热塑性塑料,是凝芳醚酮材料的一种。

其熔点为335°C,这种材料具备杰出的生物兼容性,其在过敏性方面的特性某种程度出色。过去,一般通过传统方法用于钛生产这种脊柱笼,然而在某些情况下,钛部件不会对骨结构产生有利影响。原因就在于其弹性显著高于骨的弹性。PEEK相对于钛的决定性优势就是,它具备与骨非常的传输特性或弹性(弹性模量)。

此外,PEEK植入体会在MRT(核磁共振光学)中产生图像伪影,手术医生可以很好地根据影像技术展开定位。PEEK脊柱笼的劣势在于缺乏带入到骨结构中的能力,在长年用于之后有可能必须新的重复使用。而3D打印机技术将钛金属材质新的送回脊柱笼生产领域,使得钛金属在结构学上具备杰出的生物兼容性。

来自Modena(意大利)的TsunamiMedicalSrl公司是一家脊椎植入物的系统开发商。因此,该公司不仅获取用作修复损毁脊椎功能的植入物,还供应协助外科手术医生顺利积极开展手术的辅助工具或器械。

其目标是强化脊柱,以此确保患者的活动能力。用先进设备的激光熔融法生产脊椎笼利用Conceptlaser的LaserCUSING的增材式金属激光熔融技术应用于到“脊椎笼”的生产领域,可以很好地保有钛和PEEK方案中的优势而避免两者的劣势。现在,使用金属激光熔融法生产出有的钛材质部件可以同时享有生物兼容性和所需的塑料弹性。其做成的脊椎笼享有简单几何结构的同时,却需要先前处置才可确保最佳的表面结构。

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这种解决方案的仅次于亮点是:通过具备局部有所不同密度产于的几何结构(嵌入式网状结构),让钛部件享有与PEEK解决方案中完全相同的适当弹性。此外,用于激光熔融法还可以根据患者的实际解剖学条件经济地生产出有具备有所不同尺寸的脊椎笼,即可以为患者量身自定义打印机出有脊椎笼。使用激光熔融法制出的脊椎笼享有需要映射骨结构的生物兼容性,和合乎解剖学条件的弹性。

手术医生可以在CT或MRT中很好地定位脊椎笼。此外,使用激光熔融法还可以经济地展开自定义或小批量生产。

因此,具备类似解剖学条件的患者可以“按尺寸自定义”,其他患者则可以用于标准解决方案。“Lobster”垫块是Tsunami公司的另众多创意。

这是一种可以张开的垫块,可在脊椎修复手术中放置在两个椎间盘之间。这种由Tsunami研发的张开机构是设计上的一个奇迹:这是一个包括中央螺杆和侧方齿轮的传动机构,该机构可将两个翼片张开。用于ConceptLaser的MlabcusingR设备和LaserCUSING方法可以生产出有表面极致因应的“Lobster”垫块。其较低粗糙度-几近平滑的表面–可以保证较少的的组织炎症。

使用增材生产技术展开生产后,部件的设计可以使用全新的思路。Tsunami通过LaserCUSING增材生产方法获得的创意方法是,设计一种可以根据患者实际情况展开调整的椎间盘假体,同时还可作为垫块对脊椎起着强化起到。它由上壳体和下壳体,以及相连二者的双联弹簧包含。

壳体的表面可保证极致适应环境脊椎结构。双联弹簧由钛做成,内核中填满了硅,可以对双联弹簧的运动展开缓冲器。

设计或距离尺寸可以根据患者的解剖学条件和外科医生的拒绝展开调整。这种创意解决方案的仅次于亮点是:该椎间盘假体可以通过激光熔融技术在单工序流程中“一次”生产已完成。这种产品解决方案省却了先前的组装步骤。

目前,Tsunami早已在多个方面具备竞争力:一方面,将在脊椎修复中的经验带回产品解决方案中,保证患者享有较高的活动能力:椎间盘假体可360°权利运动,很大提升了患者的活动能力。同时,双联弹簧和硅内核保证具备理想的弹性;另一方面,在谋求建设性的解决办法时,可充分发挥LaserCUSING金属增材生产技术在产品权利形状的几何结构方面的优势。椎间盘假体的产品创意设计可以通过LaserCUSING方法将几何结构和功能展开灵活性权利的融合,而这种单工序生产解决方案是无法通过传统方法已完成。


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