央视《超级装备》热播——聚高3D打印PEEK骨植入物临床进展

发布时间:2019-12-20 14:09:17

10月23-25日,由央视纪录频道投资、工业和信息化部协助拍摄的重量级纪录片《超级装备》震撼播出,《超级装备》聚焦当下中国最顶级的设备,呈现制造过程中难以重现的震撼场面,彰显中国制造迈向数字化、网络化、绿色化方向发展的未来趋势。

 

《超级装备》聚焦当下中国最顶级的设备

 

其中,25日播出的第三集《智能装备》,详细展示了西安交大医疗3D打印团队在3D打印聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketonePEEK)材料骨植入物的研究成果,进一步阐释了该团队在该领域领先的学术研究与临床应用水平,也显示出3D打印PEEK材料骨植入物作为下一代定制化医疗器械的优势和趋势。

 

采用聚高团队自主研发的Surgeon系列3D打印设备制造PEEK骨植入物

 

 聚高团队3D打印制造的PEEK骨植入物

 

随着节目的热播,3D打印定制化医疗器械也越来越进入到大众的视野,聚高团队也借此机会在此展示目前聚高的3D打印PEEK骨植入物临床进展,并分享两年多完成百余例临床案例过程中的关键问题经验。如下图所示,聚高团队已经完成了颅骨、颞下颌关节、颌面骨、下颌骨、锁骨、肩胛骨、胸骨、肋骨、桡骨、股骨、胫骨等人体全骨骼的3D打印PEEK骨植入物临床应用,也开展了盆骨、关节等方向的应用研究和动物实验,进一步证明了3D打印PEEK骨植入物在人体全骨骼的临床应用可行性,也充分证明了聚高技术的临床应用成熟度。

 聚高团队完成3D打印PEEK材料人体全骨骼制造与临床应用

 

PEEK材料是2013年经美国食品药品监督管理局(Food and Drug AdministrationFDA)批准上市的骨移植材料,相较于金属材料,PEEK的密度与弹性模量更接近于原生骨骼本身,降低了术后的不适感,并可以有效缓解应力遮蔽效应,且对 X 射线透射呈半透明且无磁性,此外,PEEK材料力学性能优异,化学惰性好,能耐200℃以上高温,可反复高温消毒,在国际上被认为是未来最有希望取代钛合金材料成为骨植入物原材料的下一代生物材料之一。而3D打印PEEK材料骨植入物具体在各个人体骨骼替换下有如下独特优势:

颅骨——聚高可制造大尺寸的PEEK颅骨假体,更适用于大面积颅骨缺损,比钛网拥有更强的刚度和抗冲击性,有效保护脑组织,导热率与骨相近,不会进一步造成冷热不适;

颞下颌关节——聚高采用超高硬度3D打印制造工艺,形成高耐磨的PEEK颞下颌关节头,耐磨性能优秀,此外,PEEK材料模量与骨相近,不会过度磨损原骨;

颌面骨——聚高采用高韧性3D打印制造工艺,可按照原缺损骨制造的PEEK颌面假体补片,复杂曲面最薄可达到0.1mm,并且不易发生层间开裂,高韧性PEEK颌面假体补片韧性好、刚度低、触感柔软,适合颌面部分整形修复使用;

下颌骨——聚高采用控性冷沉积工艺已完成多个PEEK下颌骨假体的临床应用,既保证关节处的高刚度、高耐磨,又保证假体连接片区域韧性好,采用螺钉安装到原骨,可形成自锁防松动,长期随访效果出色。控性冷沉积技术属于聚高独创核心技术,已获国家发明专利授权。

锁骨——聚高采用外强内韧的3D打印工艺方案形成表面强度高,内部韧性好的具有性能梯度的PEEK材料锁骨假体,充分模拟人体骨骼内部松质骨-外部皮质骨的仿生结构,既保证了锁骨承重的高强度,又保证了锁骨抗冲击的高韧性;

肩胛骨——聚高采用增加微量生物显影剂PEEK复合材料进行3D打印肩胛骨假体,显影值与人体骨骼非常接近,方便X片直接术后观察;

胸肋骨——聚高在3D打印PEEK材料胸肋骨上的技术非常成熟,平均术前规划-设计-制造-后处理-交付时长不超过30 小时,经过数十个临床案例系统研究发现,假体平均重量分别为28g(肋骨)和104g(胸骨),无明显植入物并发症,术后3-9个月的肺功能指标显示,未出现明显的限制性肺通气功能障碍,安全性与有效性得到充分验证(具体临床数据可参考Wang L, Huang L, Li X, Zhong D, et al. Three dimensional printing PEEK implant: a novel choice for reconstruction of chest [J]. The Annals of Thoracic Surgery, 2019,107(3): 921-928

桡骨——聚高高精度、高强度3D打印工艺,可以得到非常光滑的耐磨表面,降低磨损;

股骨/胫骨——聚高大尺寸PEEK假体的制造能力,可3D打印成形300mm以上的PEEK材料假体,所制造的高性能PEEK股骨或胫骨假体,可替代传统骨水泥捏制、截肢等方法,治疗因骨肉瘤等原因引起的下肢骨缺损患者。

聚高团队一直致力于成为3D打印PEEK骨植入物的领航者,经过多年的研究与应用,逐渐建立了团队的优势:技术研究基础深厚、医工交互经验丰富、医疗临床案例领先、医疗临床种类多样,并形成了一套聚高独有的高效、高可靠性的定制化3D打印医疗器械整体解决方案,也期待从被央视认可的“超级装备”成为促进定制化医疗器械进一步革新的“超级技术”!

 

关于聚高

陕西聚高增材智造科技发展有限公司是一家高性能非金属材料3D打印完整方案提供商,以西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室团队为技术依托,以陕西渭南高新区3D打印产业培育基地和西安交通大学科技园为产业化发展平台,专注于以聚醚醚酮(PEEK)为代表的高性能材料3D打印装备和材料研发,为用户提供完整的整体解决方案。目前,公司业务覆盖医疗、航空航天、工业等众多领域,尤其是在医疗行业,打开了PEEK材料临床应用的新局面。

 

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