马德里自治区所属的格雷戈里奥·马拉尼翁大学综合医院先进规划与3D制造部门（UPAM3D），据称已设计、制造并植入了全球首例个性化超材料骨假体。术后近一年，这位因胫骨高级别骨肉瘤接受治疗的38岁男性患者未出现感染或相关并发症，膝关节力线与活动度得以保留，如今已能在多数情况下无需拐杖行走。该假体由钛合金通过3D打印在医院内部完成制造，之所以采用这一方案，是因为市场上没有任何植入物能在不牺牲膝关节活动能力的情况下保住患者的腿。这一装置由医院的肿瘤外科医生植入，并由格雷戈里奥·马拉尼翁健康研究所与马德里理工大学合作研发。
格雷戈里奥·马拉尼翁医院植入个性化超材料骨骼假体。图片来源：格雷戈里奥·马拉尼翁大学总医院。
仿生骨骼结构
该装置借鉴了航空航天技术：由毫米级杆件构成的超材料结构，同时再现了骨骼的形状与功能。假体并非取代原有骨骼，而是模仿其功能，吸收机械载荷，防止周围骨组织因废用而退化。该假体仅重300克，却能承受超过500公斤的重量。医疗团队在此病例中还引入了一项创新：假体内部填充了来自格雷戈里奥·马拉尼翁医院自身骨与骨肌腱组织库的松质骨。移植物与金属结构相互交织，有助于骨整合与植入物固定。手术过程顺利无并发症，后续影像学检查证实了这些要素的良好适应。
传统植入物为何不可行
该患者曾遭受感染，胫骨骨密度严重下降，这意味着其骨骼无法支撑传统植入物。面对这一限制，医院医疗团队考虑采用个性化装置，不仅适配患者的解剖结构，也适应患肢的具体功能。设计基于患者的放射影像，团队据此构建了他健康腿部的数字孪生模型。在该模型上模拟了行走、爬楼梯或绊倒时胫骨承受的真实载荷。利用这些数据，团队逐点计算出假体内部点阵结构的配置方式，使重量精确传递到骨骼能够承受的区域。这一过程使固定螺钉能够朝向骨质最佳的区域，手术得以实现毫米级精度规划。
定制医疗器械的制造。图片来源：马德里公立医院
西班牙推动院内3D制造
格雷戈里奥·马拉尼翁的植入物问世之际，西班牙公立医院正日益将3D打印视为一种经过认证的制造活动，而非实验性的辅助工具。同样位于马德里的12 de Octubre大学医院，其先进设计与3D打印技术部门（UTADI 3D）近期成为西班牙首个获得UNE-EN ISO 13485:2018标准下定制医疗器械设计与制造双认证的公立单位，将其业务范围从放疗模具扩展至更广泛的个性化患者专用装置。该部门现已支持全院33个科室，并隶属于由卡洛斯三世健康研究所协调的国家参考网络。这表明，正式认证与技术本身一道，正使西班牙医院从打印原型迈向制造直接用于患者护理的装置。
骨科肿瘤学中的定制植入物
在骨科肿瘤学领域，标准植入物长期以来迫使医生在活动能力、适配性和耐久性方面做出妥协。外科团队正越来越多地从一开始就使用CT和MRI扫描，来设计与每位患者骨骼几何形态、载荷分布以及肿瘤切除后遗留缺损精确匹配的装置。这种方法已在他处显现成效。2018年至2021年间，中国广西医科大学附属医院的研究人员使用带网片的定制钛假体治疗了五名桡骨远端巨细胞瘤患者，通过精确匹配每位患者的解剖结构，改善了韧带附着、关节稳定性和早期腕部活动能力。在印度，Manipal医院使用CT扫描为一名胸骨和肋骨架被巨大肿瘤破坏的患者设计了个性化的3D打印钛合金胸骨，在肿瘤切除后替换了整个结构。
来源：中国3D打印网编译文章！
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