鈦合金具有良好生物相容性、耐腐蝕和低密度等優(yōu)點(diǎn)，是目前醫(yī)用植入體的熱門(mén)材料。具有高成形自由度的3D打印技術(shù)為鈦合金多孔植入體提供了理想的制備途徑，煥發(fā)了鈦生物材料研究的新熱潮，并逐漸成為骨組織個(gè)性化精準(zhǔn)修復(fù)的重要手段。

　　省科學(xué)院新材料研究所基于選區(qū)激光熔化（SLM）3D打印技術(shù)的成形優(yōu)勢(shì)，在個(gè)性化鈦合金多孔植入體的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高精度打印成形工藝優(yōu)化、生物學(xué)及生物力學(xué)性能、臨床前研究等方面開(kāi)展了長(zhǎng)期研究工作，取得了顯著突破（圖1），相關(guān)研究成果已在國(guó)外權(quán)威期刊Mater Res Lett、Addit Manuf、J Alloy Compd、Mater. Sci. Eng. C上發(fā)表。近年來(lái)，研究所穩(wěn)步推進(jìn)SLM鈦合金植入體的系統(tǒng)性臨床前驗(yàn)證研究，與南方醫(yī)科大學(xué)、清華大學(xué)、北京春立正達(dá)醫(yī)療有限公司等合作開(kāi)展了SLM多孔鈦合金的生物相容性實(shí)驗(yàn)、小型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（大鼠股骨植入實(shí)驗(yàn)）和大型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（比格犬全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)實(shí)驗(yàn)），驗(yàn)證了其良好的生物相容性與安全性、細(xì)胞依附、血管長(zhǎng)入以及成骨性能（如圖2所示），這為3D打印鈦合金多孔植入體的進(jìn)一步人體臨床試驗(yàn)和應(yīng)用奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。

　　圖1 多孔鈦材料的仿生梯度結(jié)構(gòu)優(yōu)化、SLM精確成形和壓縮形變特征

　　（研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出以三重周期性最小3D曲面（TPMS）來(lái)設(shè)計(jì)和制備仿生梯度結(jié)構(gòu)(FGS)金屬骨植入體，為定制符合特定骨質(zhì)結(jié)構(gòu)人群需求的鈦合金多孔植入體提供了臨床參考。）

　　圖2 SLM鈦合金多孔植入體的大鼠股骨植入實(shí)驗(yàn)和比格犬全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)實(shí)驗(yàn)

（鈦合金多孔植入體表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性和骨長(zhǎng)入能力：植入4周后即可觀察到血管長(zhǎng)入；12周后有明顯的新骨長(zhǎng)入。）

　　（省科學(xué)院新材料所 張欣悅、馬文有、閆星辰/供稿）