商业骨科应用的 3D 打印：进展与挑战

三维 （3D） 打印，也称为增材制造，已经从其最初在快速原型制作中的作用发展到更复杂的制造过程。
增材制造用于所有行业，尤其是航空航天、汽车和医疗设备。随着医学成像的日益复杂，从医疗设备模型到植入物制造的个性化设备设计都可以从增材制造中受益。随着该技术的使用越来越受欢迎，在假肢技术中使用添加剂技术的监管要求也在增长。



美国食品和药物管理局（FDA）使3D打印医疗设备的路径比以往任何时候都更加清晰，迎来了植根于3D打印的新一波技术浪潮。3D打印对骨科手术的影响在今天是有意义的，而这仍然只是一个开始。在成功使用这些技术制造与患者匹配的植入物和手术导板的基础上，随着使用这些技术的成本和时间的减少，我们将看到进一步的进展。

现成植入物（金属或聚合物）的 3D 打印

按体积计算，金属3D打印在骨科行业中最大的影响是生产现成的全关节和脊柱融合植入物。迄今为止，髋臼杯、胫骨底板、脊柱保持架和多种类型的增强物一直是该技术的最大用户。在美国，美国食品和药物管理局（FDA）首次批准任何类型的3D打印金属植入物是Exactech 在2010年生产的髋臼杯产品。据估计，自首次批准以来的过去7年中，FDA已经批准了数十种通过金属3D打印生产的植入物产品。 EBM 和 DMLS 是目前用于生产钛、钛合金和钴铬合金植入物的两种主要方法。

此外，还有几种3D打印的聚合物植入物已获得FDA的批准。早在 2013 年，FDA 就已批准通过激光烧结制成的聚醚酮酮 （PEKK） 组件用于颅颌面应用  ，并于 2015 年用于脊柱保持架。 

有人可能会问，为什么3D打印被用于植入物，而不是更传统的铣削、锻造和熔模铸造方法。主要的答案在于，与标准技术相比，3D打印可以像简单零件一样容易地生产极其复杂的零件，在某些情况下甚至更具成本和时间效率。在同一材料中同时打印具有固体组件和多孔骨向内生长表面组件的单个植入物部件（例如髋臼杯）的能力一直是这些应用的推动力。小部件（如脊柱笼）的成本可能大大低于其他制造方法，而大直径髋臼杯等较大部件的成本实际上可能比传统方法更昂贵。随着3D打印机机器速度的不断提高，组件的成本将不断下降。毫无疑问，3D打印可以继续对现成的骨科植入物组件的生产产生影响。