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EOS骨科应用-定制化的钛合金颅骨植入物

医学上对颅骨植入物的要求非常严格。Novax DMA公司和德国3D打印服务商Alphaform公司合作,使用EOS 3D打印技术帮助一名需要颅骨植入手术的病人成功定制了颅骨植入物。

挑战

植入物在植入病人颅骨之后应该有利于促进伤口愈合,并且应该与人体结构有极高的契合度。3D打印分层制造的工艺是利用激光使钛金属材料逐层硬化,以形成和人体具有极高契合度的尺寸和形状。

由于骨骼的多孔结构,与生物学功能的整合以及脑组织中最低限度的热耗散是颅骨植入手术中最需要考虑的因素。人体虽然能够适应人体,然而风险仍然是存在的。当人体曝露在日光下时,钛金属植入物会产生过多热量。另一个因素是,钛植入物要防止脑脊液渗出。

对植入物的后处理,医生有着严格要求。只有最佳的后处理,特别是清洗,才能有利于在手术中的应用,预防感染。此外,绝对无菌是人体植入物的一个核心标准。

解决方案

只有多孔结构的骨科植入物能够满足这些严格的要求。通过骨螺钉的固定,既能促进液体通过植入物的晶格结构,又能使植入物与人体颅骨融合。这样的设计还具有隔热效果,使颅腔中的热耗散最小化。

Novax DMA的CEO表示:“由于病人需要尽快接受手术,所以时间非常紧迫。当我们拿到病人的数据,马上就进行设计了。” 植入物的3D模型设计是由Within公司负责的。“在设计3D模型时,不仅要在短时间内设计基本形状,还要考虑植入物多孔的结构。”Within 公司的业务员表示。当CAD模型完成之后,由Alphaform公司使用EOS 的EOSINT M280 3D打印系统来制作植入物。在几个小时之内制作就完成了。

Alphaform 公司增材制造总监表示 “制作这个植入物最值得我们自豪的地方,不仅是因为我们保证了它的精度,而且我们能够优化后处理的清洗过程。 ” 对于多孔结构,孔的内部清洁难度很大。Alphaform应用多个步骤来进行清洗,如机械清洗、超声波清洗,使植入物达到医药级的标准。

这个量身定制的植入物完全满足临床要求。孔隙率达95%, 能够尽可能减少液体流通时产生的阻力。此外,人体骨骼组织可以渗透植入物边缘并与它长在一起。同时,植入物的晶格结构可以维持正常的导热水平,使病人在接受收入后也能和常人一样享受阳光。