供稿人:王莹莹，王玲 发布日期：2017-07-10
EIT公司通过激光选区熔化（Selective Laser Melting, SLM）技术，制造了具有骨小梁多孔结构的钛合金椎间融合器，相比普通椎间融合器，该融合器能够大幅度提高植入后融合器-骨界面的匹配度。
椎间融合器采用的材料主要为钛合金、钽合金、聚醚醚酮（PEEK）、碳纤维及聚乳酸等可降解材料。与人体骨相比，钛合金材料的弹性模量过大，融合器植入人体后，其自身与人体骨之间巨大的刚度差异会导致骨流失，最终可能会导致融合器下沉、移位等严重的并发症，影响临床使用效果。另一方面，钛合金不透X射线，还会产生CT伪影干扰，造成术后临床检测困难。而多孔结构能够降低钛合金部件的整体刚度，为骨组织的生长提供空间，同时还可以透过孔隙观察术后临床融合效果，因此，被认为是钛合金融合器未来发展的趋势。
EIT钛合金融合器是从患者的CT数据中提取了患者颈椎的数字三维模型，然后基于患者颈椎患病节段的融合器-骨界面进行融合器的设计（图1），使得通过SLM技术制造的骨小梁多孔钛合金颈椎椎间融合器与患者完全匹配（图2）。德国卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员将EIT钛合金融合器植入该患者中进行了临床手术（图3）。术后结果显示：EIT设计的个性化骨小梁钛合金椎间融合器植入后能够完全匹配患者颈椎解剖结构，避免融合器移位。
该研究揭示了通过患者数据设计并加工个性化颈椎融合器的流程。与标准融合器相比，个性化融合器的植入十分简单，且无需植骨。另外，由于个性化融合器提高了承载面积，其将有可能降低融合器的移位及下沉比率，对提高融合器的临床效果具有变革性的意义。
图1 基于患者个体解剖的融合器设计
图2 实际制造的具有提高骨长入性能的宏观与微观小梁结构的融合器 （a）融合器-骨界面；（b）融合器侧视图
图3 个性化钛合金融合器颈前路椎间融合术后的X射线图像