弗劳恩霍夫:彻底改变风湿病的治疗,3D打印个性化关节植入物 

3D打印应用 /[医疗]
发布时间: 2022-12-13 11:34
据统计,每6个人中就有1个人可能会患上关节炎,这是一种痛苦且难以治疗的疾病,但现在有了新的解决方法。德国研究机构弗劳恩霍夫旗下的5个研究所共同合作,正在开发可针对患者进行个性化定制的3D打印手指关节植入物。

目前,对于治疗手部关节炎和类似疾病,治疗方法是有限的。由于关节会融合,如果要使用植入物,目前市场上有两种选择:硅胶植入物,它通常很快就会松动,或者基本标准植入物,只有特定尺寸可供选择,不允许充分运动。因此,急需一个完美贴合的解决方案,不会滑出位置并恢复以前的活动水平 - 即个性化植入物。
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植入物采用粘结剂喷射3D打印工艺生产,采用钛粉末作为材料,图片来自:弗劳恩霍夫 IAPT

该团队首先开发了一款基于人工智能的软件,该软件能够将二维X射线图像转换为手指骨骼的三维模型,并纠正手指的任何错位。随后研究人员使用AI从手指模型中推导出个性化的植入物设计,并将其发送至3D打印。

在这里,选择使用了金属粘合剂喷射3D打印工艺来生产,使用的是钛合金粉末材料,打印完成后再把植入物进行烧结,获得最终的产品。
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类风湿性关节炎:即使手指严重弯曲的患者也可以通过3D打印植入物获得最佳治疗,图片来自: iStock/威尔西

软件上,基于AI从2D图像到3D植入物的设计是该团队开发的全新技术,现在正在申请专利。工艺上,弗劳恩霍夫选择了使用金属粘合剂喷射来生产手指植入物,这一技术因为无需支撑,不仅可以大大减少后处理的工作量,还能满足对设计促进其生长和融入骨骼复杂结构的打印需求。材料上,除了可以使用钛等金属外,还可以使用陶瓷材料,这些材料通过粉浆浇铸加工,这是一种特殊的石膏模铸造工艺。

基于弗劳恩霍夫的个性化3D打印植入物,在未来,除了解决风湿关节炎的难题外,即使对于严重弯曲的手指、缺失的骨骼部分或非常小的关节等复杂病例,也有可能提供有效的治疗。

据研究团队称,下一步是获得批准并寻求企业合作将产品推向市场,并希望创建一个“基于人工智能的个性化植入物开发和认证合规评估中心”。
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