打印鈦及鈦合金在頜骨修復(fù)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究

鈦及鈦合金具有優(yōu)異的機(jī)械性能、低質(zhì)量、耐腐蝕及良好的骨結(jié)合能力，在口腔頜面外科領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鈦及鈦合金可以制作鈦板、鈦網(wǎng)、固位螺絲、人工假體等來(lái)修復(fù)頜面骨缺損。由于頜骨復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)和外形輪廓，傳統(tǒng)的工藝無(wú)法精確制備出和缺損區(qū)在形態(tài)、生物力學(xué)等特征完全相匹配并能完成義齒修復(fù)的鈦合金修復(fù)體，因此，在術(shù)后常常會(huì)出現(xiàn)一些并發(fā)癥，導(dǎo)致修復(fù)失敗。3D打印技術(shù)具有完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和比較精確、快速制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，尤其是在不僅外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)同樣復(fù)雜的顱頜面骨缺損修復(fù)體的潛力和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因此，在數(shù)字醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的協(xié)助下，3D打印鈦及鈦合金有望實(shí)現(xiàn)頜骨缺損個(gè)性化設(shè)計(jì)、制作和修復(fù)的目的。本文綜述了近些年3D打印鈦及鈦合金在頜骨缺損修復(fù)領(lǐng)域的相關(guān)研究。

頜骨是顱面骨的重要組成部分，維系著面部外形的完整，承擔(dān)著咀嚼功能，與吞咽、語(yǔ)言、呼吸等功能密切相關(guān)。頜骨修復(fù)體植入體內(nèi)后，不僅受到周圍肌肉的牽拉作用，還要承擔(dān)咀嚼壓力，因此，該修復(fù)體要恢復(fù)患者個(gè)性化的外貌，還要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度來(lái)保證其在體內(nèi)的穩(wěn)定和功能的行使，最好還能作為組織工程支架加載具有成骨潛能的細(xì)胞和促骨生長(zhǎng)因子來(lái)實(shí)現(xiàn)頜骨再生。有研究采用三維有限元對(duì)SLM打印的個(gè)性化純鈦髁突修復(fù)體的應(yīng)力分布進(jìn)行了分析，認(rèn)為3D打印和有限元分析可以為顳下頜關(guān)節(jié)的修復(fù)重建的設(shè)計(jì)和制作提供更可靠的技術(shù)保證。Schouman等采用EBM制作了兩種不同剛度（高和低相差10倍）的多孔鈦金屬支架修復(fù)羊下頜骨18mm的節(jié)段性缺損，結(jié)果低剛度多孔支架內(nèi)新骨長(zhǎng)入量多于高剛度支架，認(rèn)為通過(guò)調(diào)整3D打印多孔鈦支架的剛度可以改善骨組織的長(zhǎng)入。但是，低剛度多孔鈦合金支架的固位螺絲在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了松動(dòng)，這提示該支架的力學(xué)性能仍與下頜骨組織不相匹配。研究證實(shí)EBM制作的鈦合金對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和成骨分化功能沒(méi)有影響，具有良好的細(xì)胞相容性，應(yīng)用EBM制作的三維網(wǎng)狀鈦合金支架修復(fù)比格犬下頜骨缺損時(shí)，沒(méi)有引起機(jī)體的不良反應(yīng)，成功修復(fù)了下頜骨缺損的連續(xù)性。該研究提示EBM制作的三維網(wǎng)狀鈦合金支架具有良好的生物相容性，而且該三維網(wǎng)狀支架有望作為骨組織工程支架應(yīng)用于下頜骨缺損的修復(fù)。