荷蘭高校用新材料3D打印出更不易松動(dòng)的髖關(guān)節(jié)植入物

松動(dòng)是影響植入物（尤其是臀部植入物）長(zhǎng)期有效性的主要問(wèn)題之一。到2020年，全球的髖關(guān)節(jié)植入物數(shù)量預(yù)計(jì)將達(dá)到250萬(wàn)個(gè)，但憑借目前技術(shù)，其中約有10%會(huì)在未來(lái)10年內(nèi)出現(xiàn)明顯松動(dòng)。幸運(yùn)的是，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)被荷蘭代爾夫特理工大學(xué)（TU Delft）解決了 — 他們研制出了一種新的生物材料，然后用它和另一種傳統(tǒng)材料3D打印出了更不易松動(dòng)的植入物。

據(jù)悉，這種新材料的主要特點(diǎn)是具有負(fù)的泊松比（材料在單向受拉或受壓時(shí)，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的絕對(duì)值的比值，也叫橫向變形系數(shù)，是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)）。這就意味著在被拉伸時(shí)，它在垂直于施加力的方向上會(huì)變厚，而不是像傳統(tǒng)材料一樣變薄。

“用這種材料和鈦3D打印出的簡(jiǎn)答幾何形狀在壓力下展現(xiàn)出了獨(dú)特的機(jī)械性能。這就令其適合于性質(zhì)相反的材料一起使用，”TU Delft團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人Amir Zapdoor解釋說(shuō)，“比如，當(dāng)一個(gè)植入了髖關(guān)節(jié)假體的患者走路時(shí)，假體便會(huì)受到各種力的作用。但如果一側(cè)的壓力過(guò)大，假體便有可能松動(dòng)與骨頭脫離。這無(wú)疑是我們最不希望看到的。”

新的3D打印髖關(guān)節(jié)植入物將新舊兩種材料結(jié)合到了一起。這就令其具備了雙重泊松比，可以在被植入后讓周?chē)墓趋栏玫厣L(zhǎng)，并且可以被固定得更加牢固。同時(shí)，其受到的非自然力也會(huì)減小，使得其更不易被侵蝕。

對(duì)這種新型植入物的臨床測(cè)試尚未展開(kāi)。到目前為止所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)涉及對(duì)模擬骨樣材料（具有骨的機(jī)械特性的特殊泡沫）包圍的植入物的垂直壓縮，類(lèi)似于將施加在人體植入物上的應(yīng)力。在這種壓力下，新型植入物將會(huì)膨脹，導(dǎo)致兩側(cè)的骨周?chē)艿綁浩取?br />
TU Delft團(tuán)隊(duì)表示，接下來(lái)他們會(huì)更多地探索新材料的性質(zhì)，與其它學(xué)術(shù)醫(yī)院密切合作。

編譯自 3ders