隨著醫(yī)療植入物從舊式標準型大規(guī)模生產向患者匹配型及定制化植入物生產的轉變，3D打印在醫(yī)療植入物制造行業(yè)中占據了重要地位，3D打印技術為批量生產患者匹配型與小規(guī)模定制化PEEK 植入物生產帶來了可行性。
PEEK已廣泛用于多種臨床應用：用于骨折固定、顱頜面缺損修復、脊柱植入物、全關節(jié)置換術(TJA)，甚至在軟組織修復中用作縫合錨。PEEK具有許多特性，使其成為替代骨科和重建手術中涉及的金屬植入物部件的合適候選材料。但PEEK材料具有加工困難，高生物惰性等缺點，限制了PEEK材料的設計與應用。如何提高聚醚醚酮植入材料生物安全性、生物相容性、成骨效應和其他生物活性是進一步擴展該材料應用的重要突破點。近日，美國首例手術成功應用3D打印的PEEK脊柱植入物，該手術采用了由Evonik-贏創(chuàng)的 VESTAKEEP? i4 3DF PEEK 長絲生物材料制成的脊柱植入物。該植入物由總部位于美國的技術公司 Curiteva 開發(fā)，已獲得美國食品和藥物管理局FDA的批準，是美國第一個用于商業(yè)用途的3D打印、完全互連的多孔聚醚醚酮 (PEEK) 植入物。國內PEEK的3D打印設備與材料方面，INTAMSYS遠鑄智能在高性能材料（材料擠出）3D打印領域不斷擴充其產品線，包括FUNMAT系列工業(yè)3D打印設備及其適配的高性能PEEK 3D打印耗材。遠鑄智能攜手空軍軍醫(yī)大學唐都醫(yī)院共同實踐PEEK 3D打印醫(yī)療技術。空軍軍醫(yī)大學唐都醫(yī)院某患者患有頭部腫瘤，需要進行顱骨植入手術來修復損傷區(qū)域。根據患者的CT掃描數據，醫(yī)生使用CAD軟件設計了一套“量身定做”的顱骨片結構。通過借助INTAMSYS遠鑄智能的3D打印技術，利用高性能PEEK材料進行FDM打印定制化顱骨片。手術中，醫(yī)生根據設計方案精確植入顱骨片，成功修復了患者頭顱的損傷區(qū)域。術后復查顯示，顱骨片與患者的自然骨骼完美嵌合，無偽影問題，且患者術后恢復順利。并且，空軍軍醫(yī)大學唐都醫(yī)院借助了INTAMSYS遠鑄智能的FDM/FFF 3D打印技術制作新式植入物，完成了多例PEEK胸肋骨置換手術。作為孟加拉國第一家可以提供全臉各部位3D打印植入物服務的3D HUB醫(yī)療公司找到一邁智能，希望通過其PEEK 3D打印解決方案，為當地病人提供醫(yī)用PEEK 3D打印植入物。3D HUB于2017年就已經開始為患者提供3D打印的PEEK植入物，在其研究初期就與一邁智能建立了聯系，并且針對3D打印PEEK材料是否可以用在植入的方案進行探究與測試。孟加拉國專科醫(yī)院使用了一邁的高溫3D打印機：MAGIC-HT-PRO進行PEEK植入物的打印，為患者完成了顱骨修復的植入。對于顱骨修復，每個患者都需要進行個性化的修補片，利用CT數字重建和3D打印技術，可快速的制定合適的植入物，滿足患者的需求。PEEK材料具有優(yōu)良的力學性能和生物相容性，彈性模量與人體骨骼非常接近。PEEK材料是一種半結晶型熱塑性材料，在3D打印的過程中對于溫度的要求較高，因此3D HUB選擇了一邁的旗艦型高溫3D打印機MAGIC-HT-PRO。PEEK 3D打印植入物其實只是醫(yī)療健康領域的冰山一角。去年夏天，致力于開發(fā)新型可吸收3D打印軟組織和骨骼重建植入物的德國醫(yī)療技術公司，BellaSeno GmbH在3D打印再生醫(yī)學產品的商業(yè)化方面邁出一大步。該公司宣布了兩項3D打印乳房和胸部植入產品的臨床試驗。同時，按照歐盟醫(yī)療器械法規(guī)，已取得了ISO 13485認證獲得了定制3D打印骨骼和漏斗骨支架的授權。漏斗胸是一種常見的先天性胸壁畸形，該公司針對這種病癥定制的支架是首批可實際用于重建和整形手術的 3D 打印再生醫(yī)學產品之一。專家工程師和治療外科醫(yī)生共同努力，利用可完全可吸收的PCL材料3D打印出這些支架，這種材料可將病人的自然組織生長到支架中，隨著時間的推移取代支架，而不會在體內殘留其他物質。同時TCT也了解到，近期上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院上海市傷骨科研究所的研究者們在Advanced Science上發(fā)表了，利用RNA-Seq技術在轉錄水平解析3D支架材料對于組織再生過程基因表達的影響，通過基因功能分析獲得Hydrogel、PCL和β-TCP支架材料的生物學特性，最終通過生物學功能的改變評估三種3D支架生物材料提供的共生微巣對細胞功能以及骨再生過程的特異性調控機制。這也證明了，hydrogel, PCL和β-TCP作為再生醫(yī)學的支架材料已得到廣泛的研究和評價，在骨與軟骨等組織的修復方面具有巨大的潛力。值得一提的是，BellaSeno還采用人工智能驅動的非接觸式制造工藝，從而實現了醫(yī)療器械和產品的自動化生產，它不僅具有個性化的特點和高度的患者安全性和可擴展性，還滿足了軟組織和骨骼醫(yī)療支架的基本要求，并且利用了該技術制造幾種現成的、定制化無菌醫(yī)療植入物以及支架。
正如上一篇人工智能軟件解決方案所說的，盡管AI被籠罩在各種不確定因素之下，但它確實在飛速發(fā)展，并且正逐漸走向3D打印領域。人工智能的出現正在改變植入物的設計與制造方式，基于數據閉環(huán)，將術前、植入物設計、術中以及康復階段的數據進行收集與關聯，似乎有望為醫(yī)療領域提供新的解決方案。
