人工髋关节中的臼杯,左侧为3D打印出来的臼杯,右侧为国产臼杯。 新京报记者 王卡拉 摄
近日,我国首个3D打印骨科植入物——3D打印人工髋关节产品获得了国家食品药品监督管理总局注册批准。随着社会人口结构老龄化,越来越多的患者因为严重髋关节疾病失去劳动能力及生活自理能力,需要进行人工髋关节置换。
北京大学第三医院骨科关节组负责人张克教授指出,我国2014年的关节置换术约为40万台,其中3/4为髋关节置换手术。根据选用国产或进口人工关节不同,一次手术的费用大概在5万—10万,不少家庭由于经济原因忍痛不做手术,或者选择国产假体,但手术效果常常并不让人满意。3D打印人工髋关节究竟是一款什么样的产品,又是如何被制造出来的?
只有臼杯是由3D打印机制造
其实,从外形上看,它和现有的人工髋关节没有太大区别,也是由四部分组成:臼杯、内衬、陶瓷头、股骨柄,其中,内衬的制造材料是进口的高交联聚乙烯,陶瓷头是德国制造,股骨柄由英国制造,只有臼杯是由3D打印机制造。
在北京大学第三医院骨科副主任医师蔡宏看来,3D打印人工髋关节的最大特点就在于臼杯,它是由最先进的金属3D打印技术制造。在以往,臼杯是由钛合金铸造而成,需要先将钛合金融化成液态浇筑在模具中冷却后成型,然后再在臼杯的表面(与人体的髋骨结合的部位)做一个微孔涂层。这种方法中,做微孔涂层和做臼杯是两个步骤。
而3D打印的臼杯及其微孔表面是一气呵成,医生将数据传给制造企业,工程人员再将数据通过软件分析重建成三维立体,按照设定的形状,经60000伏高压形成的电极丝将把预先放入锻造箱中的钛合金粉一层层堆积锻造,最终打印出一个表面有着微孔结构的臼杯,而且一次可以打印几十个。