供稿人:王瑩瑩，王玲 發(fā)布日期：2017-07-10
EIT公司通過激光選區(qū)熔化（Selective Laser Melting, SLM）技術(shù)，制造了具有骨小梁多孔結(jié)構(gòu)的鈦合金椎間融合器，相比普通椎間融合器，該融合器能夠大幅度提高植入后融合器-骨界面的匹配度。
椎間融合器采用的材料主要為鈦合金、鉭合金、聚醚醚酮（PEEK）、碳纖維及聚乳酸等可降解材料。與人體骨相比，鈦合金材料的彈性模量過大，融合器植入人體后，其自身與人體骨之間巨大的剛度差異會導(dǎo)致骨流失，最終可能會導(dǎo)致融合器下沉、移位等嚴重的并發(fā)癥，影響臨床使用效果。另一方面，鈦合金不透X射線，還會產(chǎn)生CT偽影干擾，造成術(shù)后臨床檢測困難。而多孔結(jié)構(gòu)能夠降低鈦合金部件的整體剛度，為骨組織的生長提供空間，同時還可以透過孔隙觀察術(shù)后臨床融合效果，因此，被認為是鈦合金融合器未來發(fā)展的趨勢。
EIT鈦合金融合器是從患者的CT數(shù)據(jù)中提取了患者頸椎的數(shù)字三維模型，然后基于患者頸椎患病節(jié)段的融合器-骨界面進行融合器的設(shè)計（圖1），使得通過SLM技術(shù)制造的骨小梁多孔鈦合金頸椎椎間融合器與患者完全匹配（圖2）。德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究人員將EIT鈦合金融合器植入該患者中進行了臨床手術(shù)（圖3）。術(shù)后結(jié)果顯示：EIT設(shè)計的個性化骨小梁鈦合金椎間融合器植入后能夠完全匹配患者頸椎解剖結(jié)構(gòu)，避免融合器移位。
該研究揭示了通過患者數(shù)據(jù)設(shè)計并加工個性化頸椎融合器的流程。與標(biāo)準融合器相比，個性化融合器的植入十分簡單，且無需植骨。另外，由于個性化融合器提高了承載面積，其將有可能降低融合器的移位及下沉比率，對提高融合器的臨床效果具有變革性的意義。
圖1 基于患者個體解剖的融合器設(shè)計
圖2 實際制造的具有提高骨長入性能的宏觀與微觀小梁結(jié)構(gòu)的融合器 （a）融合器-骨界面；（b）融合器側(cè)視圖
圖3 個性化鈦合金融合器頸前路椎間融合術(shù)后的X射線圖像