近年來，PEEK在3D打印人體硬組織替代物領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。PEEK 材料的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，密度和力學(xué)性能均與人體骨骼接近，是一種理想的骨替代物材料，也是替代骨科、脊柱和顱頜面等外科手術(shù)中金屬植入物和假體的主要候選材料。

與3D打印技術(shù)結(jié)合有望在骨科植入物領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。遠鑄智能攜手空軍軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院的PEEK 3D打印先進醫(yī)療應(yīng)用案例是這一領(lǐng)域的開拓性實踐。

從顱骨、胸肋骨到胡桃夾綜合征治療的PEEK 3D打印植入物

頭顱重建手術(shù)

傳統(tǒng)的顱骨植入手術(shù)通常使用硬度高、質(zhì)量輕的鈦合金網(wǎng)片來修復(fù)損傷或填補空隙。與此同時，醫(yī)學(xué)界也在不斷探尋新型醫(yī)療植入材料，更好地提升手術(shù)效果及患者術(shù)后體驗。

那么，是否有一種技術(shù)能最大程度滿足手術(shù)需求？

空軍軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院某患者患有頭部腫瘤，需要進行顱骨植入手術(shù)來修復(fù)損傷區(qū)域。根據(jù)患者的CT掃描數(shù)據(jù)，醫(yī)生使用CAD軟件設(shè)計了一套“量身定做”的顱骨片結(jié)構(gòu)。通過借助INTAMSYS遠鑄智能的3D打印機技術(shù)，利用高性能PEEK材料進行FDM（熔融沉積建模）打印定制化顱骨片。

手術(shù)中，醫(yī)生根據(jù)設(shè)計方案精確植入顱骨片，成功修復(fù)了患者頭顱的損傷區(qū)域。術(shù)后復(fù)查顯示，顱骨片與患者的自然骨骼完美嵌合，無偽影問題，且患者術(shù)后恢復(fù)順利。

多樣化的手術(shù)植入物應(yīng)用

2018年，唐都醫(yī)院泌尿外科與空軍軍醫(yī)大學(xué)3D打印研究中心使用PEEK人體仿生材料制造人體植入物，共同實施了世界上首例采用3D打印技術(shù)的胡桃夾綜合征治療手術(shù)。

空軍軍醫(yī)大學(xué)3D打印研究中心打破傳統(tǒng)，借助INTAMSYS 遠鑄智能的FDM/FFF 3D打印技術(shù)制作新式植入物，完成了多例PEEK胸肋骨置換手術(shù)。

迄今為止借助3D打印技術(shù)已完成上百例PEEK植入手術(shù)，患者術(shù)后均有所好轉(zhuǎn)。

如果您需要了解更多關(guān)于PEEK3D打印技術(shù)在醫(yī)療植入領(lǐng)域的應(yīng)用，請掃描以下二維碼/點擊“閱讀原文”，專業(yè)工程師馬上為您服務(wù)。

與3D打印結(jié)合激發(fā)PEEK材料新潛力

隨著醫(yī)療植入物從舊式標準型大規(guī)模生產(chǎn)向患者匹配型及定制化植入物生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，3D打印在醫(yī)療植入物制造行業(yè)中占據(jù)了重要地位，3D打印技術(shù)為批量生產(chǎn)患者匹配型與小規(guī)模定制化PEEK 植入物生產(chǎn)帶來了可行性。

基于材料擠出工藝的FDM/FFF 3D打印技術(shù)，是其中一種相對傳統(tǒng)制造方式而言經(jīng)濟、高效的小批量生產(chǎn)方式。例如，在上述唐都醫(yī)院的頭顱重建手術(shù)應(yīng)用中，醫(yī)療團隊通過遠鑄智能的FDM/FFF 3D打印技術(shù)制造為患者“量身設(shè)計”的PEEK 植入物，顱骨片與患者的自然骨骼完美嵌合，有助于患者的術(shù)后恢復(fù)。

而借助增材制造-3D打印技術(shù)在制造復(fù)雜設(shè)計結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，為從設(shè)計層面上改善PEEK 材料的生物活性具有積極作用。例如，3D打印技術(shù)能夠成就具有互連和集成的多孔結(jié)構(gòu)，促進PEEK 植入物的骨整合，改進X射線檢查效果，實現(xiàn)與人體松質(zhì)骨緊密匹配的彈性模量。

制造裝備和工藝的穩(wěn)定性是PEEK 3D打印醫(yī)療植入物走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的必要條件之一。由于PEEK的高熔點，而需要高的熱處理條件。升高的加工溫度與PEEK的高結(jié)晶速度相結(jié)合會導(dǎo)致過大的熱應(yīng)力（打印層之間分布不均勻），并可能導(dǎo)致熱裂紋，3D打印PEEK部件中的層間附著力差和部件翹曲。

因此，PEEK FDM/FFF 3D打印遠比很多工程塑料、通用塑料的過程復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)性，需要通過專業(yè)的制造技術(shù)，以及適合PEEK 材料的FDM 3D打印設(shè)備，來開發(fā)高質(zhì)量的PEEK 3D打印零件。

高性能材料3D打印本質(zhì)上是對高分子材料的熱加工，3D打印設(shè)備的腔室熱設(shè)計及適合的腔室溫度將增強高分子材料層間結(jié)合強度，并減少因為冷卻以及殘余應(yīng)力而導(dǎo)致的收縮和變形。不同材料在材料擠出3D打印過程中對于腔室溫度要求不一，3D打印PEEK高性能材料所需的腔室溫度需要達到150-250℃。

正因其出色的高溫性能,遠鑄智能的FUNMAT PRO 610HT 3D打印設(shè)備主要被用于PEEK、ULTEM、PPSU等高附加值材料的增材制造，并能夠滿足市面上絕大多數(shù)FDM/FFF材料的3D打印需求。

相比在普通3D打印機僅通過打印平臺加熱的方式，F(xiàn)UNMAT PRO 610HT 可以進一步保證3D打印部件第一層與打印平臺有高強度粘接力，且使材料在3D打印過程中各部位受熱溫度均勻，有利于大尺寸樣品成型，避免翹曲等情況，為PEEK材料的高質(zhì)量3D打印提供了良好保障。

無論是顱骨、胸骨還是胡桃夾綜合癥治療，定制化的植入方案將更加精準和高效，為患者提供更好的治療體驗和恢復(fù)效果。3D打印技術(shù)也不停地為骨骼重建、義肢制造等其他醫(yī)療領(lǐng)域提供更多的創(chuàng)新和突破。我們相信，未來的醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒊錆M著3D打印技術(shù)所帶來的無限可能性。