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西安3D打印PEEK材料代替钛合金肋骨成功植入人体

文章出处:lol外围app 人气:发表时间:2021-10-03 01:40
本文摘要:你能想象到,3D打印机聚醚醚酮(PEEK)这种高分子材料,早已开始植入人体了吗?而且,还是当作了好几根肋骨,用来维护人体内脏。近日,坐落于西安第四军医大学唐都医院胸腔外科,收治了一例胸壁肿瘤患者,在患者左前胸壁具有大小11×11×6cm的肋骨肉瘤。 手术原始手术后不会导致的胸壁病变范围极大,必须对患者胸腔展开有效地的胸壁修复。因此唐都医院胸外科要求使用3D打印机技术对患者展开胸壁修复手术。

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你能想象到,3D打印机聚醚醚酮(PEEK)这种高分子材料,早已开始植入人体了吗?而且,还是当作了好几根肋骨,用来维护人体内脏。近日,坐落于西安第四军医大学唐都医院胸腔外科,收治了一例胸壁肿瘤患者,在患者左前胸壁具有大小11×11×6cm的肋骨肉瘤。

手术原始手术后不会导致的胸壁病变范围极大,必须对患者胸腔展开有效地的胸壁修复。因此唐都医院胸外科要求使用3D打印机技术对患者展开胸壁修复手术。据理解,第四军医大学唐都医院在2015年就已完成了国内首次3D打印机钛合金胸骨移位手术。

给病人顺利披上3D打印机钛合金胸骨,近两年中,唐都医院胸腔外科共计积极开展了13事例3D打印机钛合金胸肋骨的移位手术,在用于3D打印机技术展开胸腔手术具有十分多的经验。由患者于胸壁病变范围极大,如果用于3D打印机钛合金胸肋骨,它的的弹性模量和屈曲强度与现实的胸肋骨的差距相当大,无法构成合理的梯度强度,由此产生的形变传导更容易在类似外力作用下受损周围的长时间器官。同时,钛合金材料在后期影像学检查中不存在相当大局限性,例如这些患者无法积极开展MRI检查,在CT检查中的伪影不会产生反感阻碍等。

一部分患者在钛合金移位部位产生感觉出现异常等症状。而聚醚醚酮(PEEK)是目前国际上先进设备的高分子植入材料,具备十分较好的生物相容性,同时耐高温等级低、耐电磁辐射、耐化学生锈,抗冲击性能和抗疲劳性能好。因此,PEEK材料是十分理想的非金属植入物替代材料,国内仅有西安交通大学等少数几家单位掌控了PEEK材料的3D打印机技术。据理解,上海近铸造智能发售的高温3D打印机FUNMATHT就可以打印机PEEK材料,这款设备有可以打印机400℃高温喷嘴、恒温腔室,所以可以打印机ABS、PC、尼龙,同时还反对PEEK、PEI(ULTEM)、PPSU等高温材料。

因为PEEK打印机过程中对环境温度与喷嘴温度拒绝十分低,所以必需拒绝机器不具备一个恒温的环境,必须对腔体温度细致的掌控。PEEK的材料热熔点在343℃左右,所以拒绝喷嘴温度必需超过350℃以上,并且在打印机过程中维持这个温度。PEEK材料具备低于143℃的玻璃化温度,在多达250℃的高温下用于时,依旧可以展现出出有卓越的机械强度、韧性、硬度、倾斜强度和挽回强度。该材料还具备出色的耐热化学性、极佳的绝缘性和抗辐射性。

另外,Peek材料自身具备UL94的屏蔽等级。PEEK的引人注目特点使其需要限于于电子、航空航天、汽车、工业和机械行业的零部件生产。

它还可以普遍应用于医疗领域。第四军医大学唐都医院积极开展了PEEK植入物的临床研究工作。课题组牵头西安交通大学李涤尘教授课题组进行了合作,首先委托3D打印机中心的杨冠英副主任等建构了患者的3D打印机胸廓模型,用作规划术前手术方案;之后牵头西安交通大学贺身体健康、王玲教授等联合针对病变的胸壁设计PEEK肋骨的模型,并展开有限元分析,在充份分析了PEEK肋骨的力学性能之后使用熔融沉积技术(FDM)展开打印机。

最后,黄立军副主任、钟代星和王磊医生等共同完成了手术,法术中手术了左侧第2-5肋骨,胸壁病变范围约20cm×15cm,并成功植入了3根PEEK肋骨展开胸壁修复。任何一项新材料和新技术的应用于都必需有充份的实验数据反对,为了检验3D打印机PEEK肋骨的生物毒性,课题组委托北京医疗器械检验所对其展开毒性检测。

在动物实验中,包埋有PEEK材料的肌肉组织并未找到显著的炎症反应。近两年,唐都医院胸外科在3D打印机工作方面先后取得了第四军医大学军事医学提高计划项目和唐都医院临床创意研究重大项目的反对,并通过了唐都医院伦理委员会的伦理证书。在充份评估了3D打印机PEEK肋骨的力学强度、生物相容性、毒性反应等指标后,唐都医院才展开临床检验工作。

融合术后影像学检查,专家找到3D打印机PEEK肋骨具备多项优势:1.PEEK肋骨的弹性模量和屈曲强度等与现实肋骨十分相似,从而防止了形变传导效应;2.PEEK肋骨质量很重,平均值每根肋骨仅有27克(手术的肋骨肿瘤重558克);3.PEEK肋骨韧性十分好,既能确保病变胸壁的承托强度,又能使局部胸壁取得一定程度的活动度;4.术后我们找到PEEK肋骨在X线片中不底片、在CT中弱底片,从而防止了影像学检查中的伪影阻碍。据报,此例手术是国际首例3D打印机PEEK肋骨的植入手术,标志唐都医院胸外科的3D打印机工作从钛合金时代转入了PEEK时代。


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