2018/05/29
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研究人员使用3D打印制造早期预防植入物
3D打印的植入物已被用于各种手术，从牙齿、面部、脊柱到胸部、耳朵和臀部。但是关于植入物，无论他们是否是3D打印的，当它们投入使用时，医生正在治疗疾病或其他医疗问题，这些问题已经进展得太远而无法以任何其他方式解决。一个典型例子是Amit Bhanot的故事，他于2000年被诊断为严重的关节炎，称为强直性脊柱炎，导致右髋关节融合。在大约十年前进行了手术之后，今年其又感觉到疼荣，为此，医生为他提供了一种新的3D打印钛合金植入物。
试想一下，如果他早些时候接受了植入物，Bhanot的生活会变得多好。根据伦敦帝国理工学院机械工程系的Jonathan Jeffers博士的说法，骨骼和关节疾病是目前英国国民健康服务（NHS）中最大的支出之一，因为“人体肌肉骨骼系统在过去150年左右没有达到预期寿命的改善。”
“目前这一代矫形外科植入物非常出色，但它们倾向于治疗末期疾病，并且非常具有侵入性，因为它们涉及到切除整个关节。外科医生需要的是能够治疗年轻患者的疾病，并努力控制预防疾病的进展，”Jeffers博士解释说。
种植体的种类可以在关节和骨骼过早出现严重问题之前解决早期问题，被称为早期干预植入物，这是该教育机构新研发中心将开发的技术之一。
由于来自工程和物理科学研究委员会（EPSRC）的170万英镑资金，医疗器械原型和制造单位目前正在伦敦帝国理工学院建立。
关于赠款申请表的总结如下：“我们的愿景是终身肌肉骨骼健康。我们认为实现这一目标的唯一方法是在生命早期识别肌肉骨骼问题，然后在慢性病患者进行小型干预之前纠正它们。这种预防方法需要我们将使用医疗设备原型和制造单位中的设备创建的新技术。
“我们的研究将在强烈推动更换的环境中进行。原型和制造单元将建立所有的监管审批和质量控制，使我们能够制造从初始原型到早期临床安全研究的小批量生产零件。在强调更换的环境中，尖端AM和成像设备的结合将使我们能够在所有研究主题中打破新的局面，并弥合激动人心的实验室测试和临床实践之间的差距。”
Jeffers博士是该项目的首席研究员，该项目还将雷尼绍列为项目合作伙伴。新部门将使用先进的成像技术和3D打印技术来制造具有纳米级特征的部件，以便他们可以研究与人体的相互作用。
“工程师有巨大的责任以科学的方式来改善国家的健康和财富。我们必须将技术带出实验室，并将其带入外科医生的手中，“Jeffers博士说。“这个令人兴奋的奖项为我们提供了工具，现在我们将完成这项工作。”
除了3D打印早期干预植入物以及为增强周围骨骼而量身定制的材料外，来自外科和癌症、机械工程、材料和生物工程等部门的跨部门研究团队为肌腱和韧带制造修复贴片，这些贴片可以粘附在软组织上。
他们还计划制造能够使用关节液中的生物标志物来测量关节健康状况的智能仪器和植入物，以及新型生物材料，如纳米针，它们能够穿过细菌细胞膜，并且像3D打印植入物的抗感染涂层一样。
根据Jeffers博士的说法，该团队将使用雷尼绍的3D打印机，该打印机具有智能植入体的经验，可以用钛制造物体以及使用双光子光刻系统制造从纳米到毫米级的零部件。
Jeffers博士解释说：“这些技术可以使材料与骨骼具有相同的力学性能，这意味着骨骼可以比目前更好地接受植入物。”
然后，该团队将使用3D数字显微镜和微型CT扫描仪完成对3D打印部件的详细研究。该项目将于今年9月开始。
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