導讀：2021年8月4日，自巴塞爾大學的研究人員開發了一種新型的3D打印植入物，用于治療眼窩骨折，并降低了術后的排斥風險。

研究團隊使用Prusa i33D打印機和PEEK長絲打印的移植物能夠克服材料的生物惰性，這要歸功于其多孔的特點，它可以被定制以加強細胞修復。通過有限元（FE）分析，該團隊還發現他們的設備是高度可定制的，這意味著在未來，它們可以被調整以滿足個別光學病人的需求。這項研究表明："高溫、可植入級熱塑性聚合物（如PEEK）的打印為更復雜的一代生物材料鋪平了道路。在醫療點實施FDM 3D打印可以減少材料浪費，方便對操作者進行培訓，加快植入物的生產，提高了成本效益和對不同病人的針對性治療"。

△研究人員的3D打印眼窩植入物安裝在一個頭骨模型上。照片來自巴塞爾大學

治療"眼窩骨折

在過去，研究人員曾嘗試過給PEEK涂層以改善其骨整合的想法，但不良的結合會導致材料的降解，最終導致骨溶解。另外，鑒于該技術固有的設計靈活性，3D打印技術越來越多地被用于外科移植，它可以實現多孔植入物，促進更多的細胞再生。然而，盡管增材制造醫療設備具有臨床潛力，但巴塞爾的研究人員沒有發現目前有相關研究對PEEK FDM 3D打印植入物的行為進行研究。因此他們現在已經建立了一個工作流程，能夠生產定制的移植物，其特點是改善手術的適用性。

△"反向折紙"3D打印方法。圖片來自巴塞爾大學

PEEK材料的性能優化

為了使他們的移植物再次成為三維的，研究人員隨后使用一個模具和壓力箱將它們加熱并壓縮成所需的形狀，然后對它們的質量進行分級和分析。每個設備都根據它們在0.3N下的變形以及它們的形態契合度進行標記，結果顯示，最薄的植入物在壓力下的應力水平也最高。在與病人模型的配合和準確性方面，根據研究小組自己的評分標準，每個設備的得分至少為"滿意"，而長方形的植入物被標記為最堅固。因此，該團隊得出結論，他們的方法與所生產的設備同樣重要，而且FE建模使他們能夠快速更新出對病人友好的設計。"使用多標準決策（MCDM）評估，基于FE的計算分析和FDM可以在多種治療方案中進行評估，"該研究團隊在論文中解釋道："這種方法表明，可以評估一系列的組合，以達到最有效的臨床解決方案"。

△研究人員的3D打印植入物在測試中顯示的變形量都在0.107毫米或以下。圖片來自巴塞爾大學

3D打印的可視化治療潛力

研究人員的研究結果詳見他們的論文，題為"A multi-criteria assessment strategy for 3D printed porous Polyetheretherketone (PEEK) patient-specific implants for orbital wall reconstruction"。