骨科手术中的三维制造

骨科手术的未来以及治疗关节炎,骨折和其他肌肉骨骼疾病的效果的患者的进步是一个令人感兴趣的课题。 从干细胞到关节置换,外科医生和患者都对即将到来的下一步进展感兴趣。

最近感兴趣的领域之一是定制和特定患者的工具和植入物的开发

希望通过允许设计更多的定制植入物,更好地适应矫形外科干预,对于需要接受外科手术的人来说更不明显。

制造植入物

医疗行业严重依赖制造业来提供整个医疗行业使用的各种产品。 整形外科医生严重依赖制造产品,制造业的发展已经以各种方式彻底改变了整形外科。 从用碳纤维定制牙套治疗运动损伤的非手术治疗到畸形肢体的手术重建,整形外科医生利用许多不同的材料和产品来帮助患者。

任何时候制造业都有进步,整形外科医生可能会对如何影响他们所做的工作感兴趣。 最近制造业的一个变化是3D打印技术的进步。

三维印刷已经改变了许多行业制造产品的方式。 医疗保健行业也不例外,许多3D技术应用正在生产,以满足各种医疗需求。 在骨科手术中,三维打印技术一直是一个非常值得关注的领域,这种医学专业严重依赖植入式设备。

三维打印

三维制造的主要区别在于,这是一种所谓的“增材制造”工艺。 这意味着植入物是通过逐层添加材料来创建三维产品而创建的。 这与将材料块雕刻成所需形状的“减法”过程不同。 添加剂制造已经存在多年,许多行业,但对医疗保健行业来说相对较新。

传统上,整形外科植入物设计为多种不同的尺寸。 例如,如果您正在接受髋关节置换术,就像去一家鞋店并试穿不同尺寸的标准鞋一样,您的整形外科医生将会有多种适合大多数人使用的髋关节植入物选项。 虽然这些植入物通常运作良好,但尺寸数量有限制,并且有些人的解剖结构不符合特定的标准尺寸。

在整形外科手术中,三维印刷已被用于许多不同的应用。 例如,关节置换植入物已经定制。 这些植入物中的一些已经用于普通外科手术,例如髋关节置换术和膝关节置换手术。

此外,脊柱植入物也通过三维增材制造设计。 另一个应用是设计患者专用仪器。 在这种情况下,使用的实际植入物是标准尺寸,但外科医生用来准备植入物的器械是定制设计的。 最后,增材制造已被用于复杂植入物的设计,用于严重畸形,肿瘤手术以及复杂重建手术没有标准植入物的情况。

自定义植入物

许多患者对定制植入物感兴趣。

他们希望确保在关节置换时使用的植入物的尺寸完全适合身体。 目前,外科医生实际植入定制关节置换术是非常罕见的。 通常,当人们谈论定制植入物时,他们实际上已经插入了标准植入物,并且定制切割物是为其特定解剖结构设计的。 定制关节置换术,其中植入物实际上是专门为个别患者设计的,此时不是标准的外科手术。

真正的定制种植体的潜在优势在于能够复制关节的正常力学特性,其中植入的假体专为个体患者设计。 在某些情况下,标准尺寸的植入物可能有点太长,有点太短,有点太宽,或者太窄。 在大多数人中,外科医生可以弥补细微差异,但在某些情况下,人们有不寻常的解剖结构,难以适应标准的植入物。 定制种植体设计可以让您的外科医生更好地控制这些变量。

坚持骨

您的外科医生感兴趣的增材制造的另一个方面是设计能够很好地粘附到周围骨骼的植入物的能力。 有不同的方法可以将植入物固定到骨头上 。 通常使用螺钉和钢丝进行骨折治疗,其中种植体只需要持续到骨折愈合。 骨水泥的使用是常见的,但它的使用已经下降。 虽然这是固定种植体的有效方法,但人们担心随着时间的推移种植体松动。 将植入物固定到骨头上的最佳方法之一是使用具有多孔涂层的植入物,随着时间的推移,骨头可以长入。

多孔涂层植入物通常用于关节置换手术,但并非所有植入物都可以用多孔涂层轻松设计。 三维印刷已经使多孔涂层更多地应用于各种几何表面。

一句话来自

毫无疑问,骨科的未来看起来与今天所做的事情截然不同。 更令人兴奋的领域之一是开发制造骨科植入物的新技术。 三维打印技术被用于设计目前用于复杂重建手术的定制骨科植入物。 随着时间的推移,三维打印的使用可能会变得更加普遍,并且更广泛地用于标准整形外科手术程序。

>来源:

> Golish SR,Kurtz SM,Boyan BD。 “3D打印革新骨科器械吗?”AAOSNow。 2018年1月,第1页。

> Haglin JM,Eltorai AE,Gil JA,Marcaccio SE,Botero-Hincapie J,Daniels AH。 “患者专用整形外科植入物”Orthop Surg。 2016年11月; 8(4):417-424。