3D打印的植入物可用于治疗眼窝骨折

文章来源:网络 人气:469发表时间:2021-08-04 17:00:19

  巴塞尔大学的研究人员开发了一种新型3D打印植入物,用于治疗眼窝骨折,可降低患者排斥的风险。

  该团队的移植物使用3D打印机和 PEEK 耗材构建,由于其多孔特性,能够克服其材料的生物惰性,可定制以增强细胞修复。通过有限元 (FE) 分析,该团队还发现他们的设备具有高度可定制性,这意味着将来可以对其进行调整以满足个别光学患者的需求。

  该团队在他们的论文中说:“打印高温、可植入级热塑性聚合物,如 PEEK,为更复杂的一代生物材料铺平了道路。” “在护理点实施 FDM [3D 打印] 可减少材料浪费、简化操作员培训、加快植入物生产、提高成本效益和患者特异性。”

  当谈到面部伤口时,所谓的“眼眶骨折”代表了最可怕的伤害之一。一个常见的副作用是面部受到钝力击中,眶底骨折有效地看到受影响患者眼睛下方的壁受损,并且鉴于该部位的位置模糊,这种疾病可能很难治疗。

  尽管虚拟手术计划 (VSP) 的进步继续使解决此类眼窝骨折比以往任何时候都更容易,但相关的手术材料仍然是实现最佳患者结果的障碍。与此同时,PEEK 本身就是一种强大的3D打印聚合物,并在该领域显示出相当大的潜力,但据瑞士团队称,其缺乏生物活性是“临床担忧”的原因。

  过去,研究人员曾考虑过涂覆 PEEK 以改善其骨整合的想法,但结合不良会导致材料降解并最终导致骨质溶解。或者,鉴于该技术固有的设计灵活性,3D打印越来越多地寻找外科移植应用,在这些应用中,它允许实现促进细胞再生的多孔植入物。

  然而,尽管增材制造医疗设备具有临床潜力,但巴塞尔研究人员发现没有现有研究检查 PEEK FDM3D打印植入物的行为,因此他们现在建立了一个工作流程,可以生产定制的移植物,其特点是改进了手术适用性。

  首先,该团队创建了几种不同眼眶网状植入物设计的 FE 模型,并使用模拟软件来测试其针对临床“最坏情况”的性能。根据他们的发现,研究人员选择将 1.5 毫米螺钉点集成到每个设备的“轮辋”中,作为在最终使用期间将它们固定到位的一种手段,然后将它们导出为 STL 文件进行打印。

  有趣的是,该团队的初始模型由于其复杂的悬垂而失败,迫使研究人员采用“反向折纸”方法。在实践中,这意味着使用Autodesk 的 Inventor程序中的“展开”功能将他们的3D植入物数字转换为2D植入物,然后将它们压平并手动将它们从打印床上移除。

  为了再次使他们的移植物3D,研究人员然后使用模具和压箱将它们加热并压缩回所需的形状,然后对它们的质量进行分级和分析。每个设备都根据它们在 0.3N 下的变形以及它们的形态拟合进行标记,不出所料,结果表明最薄的植入物在压力下也表现出最高水平的应力。

  关于与患者模型相比的适合度和准确性,根据团队自己的规模,每个设备的“满意”得分最低,而矩形植入物被标记为最坚固。因此,该团队得出结论,他们的方法与最终设备一样重要,并且 FE 建模使他们能够快速迭代以实现对患者友好的设计。

  “使用多标准决策 (MCDM) [评估]、基于有限元的计算分析和 FDM 可以在多种治疗方案中进行评估,”该团队在他们的论文中解释道。“这种方法表明可以评估一系列组合以达到最有效的临床解决方案。”


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