3D打印股骨有助于骨科手術(shù)的準(zhǔn)

魔猴君  3D潮流   153天前

醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)的進(jìn)步正在蓬勃發(fā)展。今天，我們重點(diǎn)介紹一項(xiàng)創(chuàng)新：德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的研究人員成功設(shè)計(jì)了3D打印股骨模型。該項(xiàng)目可以為醫(yī)生提供一種新工具，以更好地準(zhǔn)備骨重建手術(shù)并開發(fā)骨腫瘤的治療方法。該模型是與UT西南醫(yī)學(xué)中心的骨科醫(yī)生合作開發(fā)的，這項(xiàng)研究的初步結(jié)果發(fā)表在《骨科研究雜志》上。

這種3D打印股骨如何促進(jìn)骨骼重建手術(shù)？該研究重點(diǎn)關(guān)注骨骼的中心部分，定義了生成適合生物力學(xué)測(cè)試的3D股骨模型的精確參數(shù)。盡管前景光明，但這項(xiàng)技術(shù)仍需要幾個(gè)階段的研究才能應(yīng)用于臨床。

使用3D打印機(jī)制作的股骨樣本。

探索3D打印生物力學(xué)研究的新方法

為了檢查和評(píng)估新的手術(shù)方法和植入物，外科醫(yī)生使用供體骨或市售合成骨進(jìn)行生物力學(xué)研究。這種方法使他們能夠確定最佳的固定方法并預(yù)測(cè)骨骼的反應(yīng)。然而，傳統(tǒng)方法可能既昂貴又耗時(shí)。此外，這些解決方案無法適應(yīng)每個(gè)患者的具體需求，從而限制了它們?cè)谀承┡R床情況下的有效性。

為了滿足這一需求，UT Southwestern的研究人員聯(lián)系了UT Dallas的3D打印專家Wei Li博士，共同開發(fā)更快、更具成本效益的生物力學(xué)研究解決方案。“為了準(zhǔn)備手術(shù)，外科醫(yī)生必須了解骨骼的形狀，”李偉博士說，“使用3D打印，我們可以創(chuàng)建一個(gè)精確復(fù)制其在體內(nèi)幾何形狀的股骨模型。”德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校機(jī)械工程博士生Kishore Mysore Nagaraja通過反復(fù)試驗(yàn)改進(jìn)了股骨的多個(gè)版本。在李偉博士領(lǐng)導(dǎo)的制造實(shí)驗(yàn)室中，他對(duì)每個(gè)骨骼模型進(jìn)行了不同的測(cè)試，以評(píng)估其機(jī)械性能。目標(biāo)是使它們盡可能接近天然股骨。

機(jī)械工程博士生Kishore Mysore Nagaraja（左）和李偉博士（右）

研究人員用聚乳酸制作了骨骼復(fù)制品，聚乳酸是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且環(huán)保的聚合物，常用于3D打印領(lǐng)域。該模型代表股骨的中央部分，長約20厘米，直徑約2.5厘米。進(jìn)行的生物力學(xué)測(cè)試表明，這種復(fù)制品的性能可與人類股骨相媲美。此外，3D打印股骨的生產(chǎn)成本估計(jì)約為7美元。

李偉博士指出，3D打印骨骼具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，所使用的聚合物可以替代骨修復(fù)手術(shù)中的鈦等傳統(tǒng)材料。他還提到了在這些骨模型上打印腫瘤以評(píng)估治療方法的可能性，或者使用這些復(fù)制品促進(jìn)人體骨組織再生的可能性。

編譯整理：3dnatives