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增材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)（3D打(da)印）技術通(tong)過將原材(cai)(cai)料(liao)(liao)自動累加(jia)(jia)的方式(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)實體零件(jian)，相比于傳統(tong)的材(cai)(cai)料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)型或機械(xie)加(jia)(jia)工技術，是一(yi)種自下而上(shang)的材(cai)(cai)料(liao)(liao)累加(jia)(jia)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)方法(fa)，僅使用(yong)一(yi)臺3D打(da)印設備就能夠制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)幾何形狀復雜和內部材(cai)(cai)料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)分(fen)可變的產(chan)品(pin)(pin)，特別適合單件(jian)、小批量和定制(zhi)(zhi)(zhi)化(hua)(hua)產(chan)品(pin)(pin)的低成(cheng)(cheng)本制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)。未來醫療(liao)產(chan)品(pin)(pin)將逐(zhu)步邁向(xiang)精準化(hua)(hua)和定制(zhi)(zhi)(zhi)化(hua)(hua)，因(yin)此(ci)，采用(yong)增材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)技術成(cheng)(cheng)為(wei)我國醫療(liao)器械(xie)產(chan)品(pin)(pin)向(xiang)精準化(hua)(hua)、個性(xing)化(hua)(hua)發(fa)展的重要機遇。

這主要(yao)體現在(zai)2個(ge)方(fang)面：

1?? 制(zhi)(zhi)造技術方面，我國的基礎研(yan)究(jiu)和技術發(fa)展與國際(ji)先進水平較為(wei)接近，涌現了一(yi)大批具(ju)有國際(ji)影響力的研(yan)究(jiu)團隊，各類增材制(zhi)(zhi)造技術裝備發(fa)展較為(wei)全面；

2?? 醫(yi)療器械應用(yong)方面，受益于我國(guo)人口眾(zhong)多，為增材制(zhi)造技術提供(gong)了廣(guang)闊市場空(kong)間。

根據原材(cai)料(liao)和產品的(de)(de)(de)(de)特(te)征，從非生(sheng)命(ming)體(ti)的(de)(de)(de)(de)構建到具(ju)有生(sheng)命(ming)力活(huo)(huo)體(ti)的(de)(de)(de)(de)制造，增(zeng)材(cai)制造醫療器(qi)械發展的(de)(de)(de)(de)4個層(ceng)面(mian)如圖1所示。第(di)(di)1層(ceng)面(mian)是體(ti)外或(huo)短期接(jie)觸人體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)Ⅰ類、Ⅱ類醫療器(qi)械，例如手術導(dao)(dao)航(hang)模板、醫療模型(xing)、假肢矯形(xing)器(qi)等(deng)(deng)；第(di)(di)2層(ceng)面(mian)是惰性材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)硬組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)替(ti)(ti)代(dai)(dai)物(wu)，包括骨、關節及口(kou)腔等(deng)(deng)部(bu)位(wei)的(de)(de)(de)(de)替(ti)(ti)代(dai)(dai)物(wu)；第(di)(di)3層(ceng)面(mian)是以組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工程支(zhi)架為(wei)代(dai)(dai)表的(de)(de)(de)(de)可降(jiang)解醫療器(qi)械，這類器(qi)械通(tong)過在誘導(dao)(dao)人體(ti)自體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)生(sheng)長的(de)(de)(de)(de)同(tong)時自身逐漸(jian)降(jiang)解，最終實現無異物(wu)的(de)(de)(de)(de)人體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)修復(fu)；第(di)(di)4層(ceng)面(mian)則是活(huo)(huo)性組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)直接(jie)制造，也被稱作(zuo)細胞(bao)打印(yin)，將細胞(bao)和生(sheng)物(wu)因子等(deng)(deng)具(ju)有生(sheng)命(ming)活(huo)(huo)力的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)作(zuo)為(wei)原材(cai)料(liao)，通(tong)過3D打印(yin)技術制造活(huo)(huo)性組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)或(huo)器(qi)官。

增材制造個性化(hua)植入物技術發展與(yu)挑戰

目前，第1層(ceng)面(mian)3D打印醫療(liao)(liao)器(qi)械(xie)(xie)的(de)技術門檻(jian)和使用風險較低，第4層(ceng)面(mian)的(de)活性(xing)(xing)組織3D打印還處在前沿探索階段，第2、第3層(ceng)面(mian)的(de)惰(duo)性(xing)(xing)硬組織替代物和可降(jiang)解植入物是3D打印醫療(liao)(liao)器(qi)械(xie)(xie)研發(fa)(fa)、產業轉化和監管研究的(de)重點。本(ben)研究就(jiu)目前醫用3D打印領域(yu)中產業轉化前景突出的(de)不(bu)可降(jiang)解金屬骨植入物、不(bu)可降(jiang)解聚合物骨植入物和可降(jiang)解植入物的(de)發(fa)(fa)展(zhan)進行綜(zong)述(shu)，以期為相(xiang)關產品的(de)研究和標準化發(fa)(fa)展(zhan)提供(gong)參考。

01.不可降解(jie)金屬骨植(zhi)入物

1.1 發(fa)展現狀

金屬(shu)骨植入物(wu)(wu)(wu)是目前3D打(da)印(yin)(yin)(yin)醫(yi)療器械產業界(jie)發展(zhan)(zhan)最快的(de)領(ling)域之(zhi)一(yi)，隨(sui)著金屬(shu)3D打(da)印(yin)(yin)(yin)技術的(de)快速發展(zhan)(zhan)，金屬(shu)材(cai)料被廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于硬組織替代物(wu)(wu)(wu)的(de)3D打(da)印(yin)(yin)(yin)，其中鈦系、鈷(gu)鉻鉬(mu)系、鉭系合金由于其優良(liang)的(de)生物(wu)(wu)(wu)相容性、耐(nai)蝕(shi)性、抗疲勞性和摩擦磨損性能(neng)，獲得了廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)(yong)。西安交通大(da)學(xue)聯合原(yuan)第四(si)軍醫(yi)大(da)學(xue)率先(xian)實現了3D打(da)印(yin)(yin)(yin)個性化(hua)下頜骨金屬(shu)植入物(wu)(wu)(wu)的(de)臨床應用(yong)(yong)，2015年我國批準了首個3D打(da)印(yin)(yin)(yin)非個性化(hua)的(de)髖臼(jiu)杯假體，2018年批準了首個3D打(da)印(yin)(yin)(yin)的(de)個性化(hua)下頜骨植入物(wu)(wu)(wu)。

金(jin)(jin)屬(shu)3D打印(yin)(yin)(yin)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)入物不僅能夠在外觀上(shang)與受損骨(gu)骼的解剖形態精(jing)確對(dui)應，而且(qie)其制(zhi)造(zao)技術還能構(gou)建直徑(jing)達數百微(wei)米的精(jing)細可控微(wei)孔結構(gou)。這些微(wei)孔結構(gou)不僅為骨(gu)組織長入假體內部提供了空間，還能有效避免金(jin)(jin)屬(shu)假體產生(sheng)的應力(li)屏蔽效應。因此，目前進入臨床(chuang)研(yan)究和市(shi)場(chang)的金(jin)(jin)屬(shu)3D打印(yin)(yin)(yin)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)入物一般(ban)都具(ju)有多孔結構(gou)，例如3D打印(yin)(yin)(yin)髖(kuan)臼杯、椎間融合器、脊(ji)柱(zhu)替代(dai)物、股(gu)骨(gu)頭填(tian)充(chong)棒和髖(kuan)臼修復假體等。3D打印(yin)(yin)(yin)金(jin)(jin)屬(shu)多孔骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)入物如圖2所示(shi)。

增材(cai)制造個性化植入物技術發展與挑戰

1.2 難(nan)點(dian)與挑(tiao)戰

金(jin)屬3D打印骨(gu)(gu)植(zhi)(zhi)入(ru)物在多孔結構方面的(de)優勢給(gei)其設計(ji)帶來了巨大挑戰：多孔結構的(de)設計(ji)顯著影(ying)響骨(gu)(gu)植(zhi)(zhi)入(ru)物的(de)力學性能(neng)及其植(zhi)(zhi)入(ru)后(hou)的(de)骨(gu)(gu)重建行為，對(dui)骨(gu)(gu)植(zhi)(zhi)入(ru)物的(de)性能(neng)和功能(neng)都有顯著影(ying)響。在金(jin)屬3D打印粉末(mo)原材料和制造工(gong)藝發展成熟的(de)背景下，骨(gu)(gu)植(zhi)(zhi)入(ru)物的(de)個性化設計(ji)尤為重要。

3D打印(yin)骨(gu)(gu)植入物(wu)廣泛用于人(ren)體(ti)各(ge)個部(bu)位骨(gu)(gu)骼(ge)的(de)修復和重(zhong)建(jian)。SUN等提出了3D打印(yin)多孔骨(gu)(gu)植入物(wu)的(de)共性設計準(zhun)(zhun)則(ze)(ze)，包括強度準(zhun)(zhun)則(ze)(ze)、早期穩定準(zhun)(zhun)則(ze)(ze)和遠期穩定準(zhun)(zhun)則(ze)(ze)，分別對應多孔骨(gu)(gu)植入物(wu)在臨床中的(de)力(li)學安全性、術后即刻固(gu)定有效性和長期服役過程(cheng)中的(de)穩定性。

在(zai)強度(du)準則(ze)中，他們(men)提出借鑒工程領域安全系數(shu)(shu)的(de)(de)(de)概念(nian)來(lai)衡(heng)量骨植(zhi)入(ru)物(wu)的(de)(de)(de)安全性，即定義骨植(zhi)入(ru)物(wu)的(de)(de)(de)安全系數(shu)(shu)為(wei)材料的(de)(de)(de)屈服強度(du)與骨植(zhi)入(ru)物(wu)在(zai)人體內(nei)所受最大(da)應力的(de)(de)(de)比值，如式(shi)所示，用以定量評估設計結果的(de)(de)(de)安全系數(shu)(shu)。

增材(cai)制(zhi)造個性化植入(ru)物技(ji)術發展與挑戰

式(shi)中，N為骨植(zhi)入物的(de)(de)安(an)全(quan)系(xi)數(shu)(shu)；σs為材料的(de)(de)破壞應(ying)力，通常為屈(qu)服(fu)強度(du)；σmax為骨植(zhi)入物在(zai)(zai)服(fu)役環境(jing)中的(de)(de)最大應(ying)力。安(an)全(quan)系(xi)數(shu)(shu)N理論(lun)上必須大于1，且在(zai)(zai)設計實踐中必須留出(chu)安(an)全(quan)裕量，因此額定安(an)全(quan)系(xi)數(shu)(shu)的(de)(de)選擇須考慮骨植(zhi)入物的(de)(de)服(fu)役環境(jing)、預期服(fu)役時限(xian)、力學失效風險等諸(zhu)多因素。

早期(qi)的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)準(zhun)則中提出(chu)了(le)通過骨(gu)和植入物界(jie)(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)相對(dui)微(wei)動定(ding)(ding)量評價植入物在人體(ti)內早期(qi)穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)原理，過量的(de)(de)微(wei)動會造成(cheng)骨(gu)/假(jia)體(ti)界(jie)(jie)面(mian)(mian)上形成(cheng)纖維(wei)組織，甚至破(po)壞(huai)界(jie)(jie)面(mian)(mian)，而在一定(ding)(ding)閾(yu)值內的(de)(de)骨(gu)/假(jia)體(ti)界(jie)(jie)面(mian)(mian)微(wei)動則能(neng)(neng)夠成(cheng)為(wei)刺(ci)激界(jie)(jie)面(mian)(mian)上骨(gu)生(sheng)長的(de)(de)激勵因(yin)素，有(you)(you)助于形成(cheng)穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)骨(gu)/假(jia)體(ti)生(sheng)物固定(ding)(ding)。一般(ban)認為(wei)，20~50 μm的(de)(de)微(wei)動能(neng)(neng)夠對(dui)骨(gu)/假(jia)體(ti)界(jie)(jie)面(mian)(mian)整合有(you)(you)促進作用(yong)， 50~100 μm的(de)(de)微(wei)動可能(neng)(neng)會對(dui)界(jie)(jie)面(mian)(mian)融(rong)合產生(sheng)不利影響，但(dan)大于150 μm的(de)(de)微(wei)動會破(po)壞(huai)骨(gu)假(jia)體(ti)界(jie)(jie)面(mian)(mian)愈合。

在(zai)(zai)(zai)遠(yuan)期穩(wen)定準則(ze)中，周(zhou)圍骨(gu)(gu)(gu)組織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)建(jian)影響骨(gu)(gu)(gu)組織(zhi)(zhi)向(xiang)多孔結(jie)構中的(de)(de)(de)(de)(de)內向(xiang)生(sheng)長(chang)以及(ji)周(zhou)圍骨(gu)(gu)(gu)向(xiang)植(zhi)入物提供的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定骨(gu)(gu)(gu)性(xing)支撐。根(gen)據(ju)(ju)Wolff定律，骨(gu)(gu)(gu)組織(zhi)(zhi)具(ju)有(you)感知(zhi)載荷(he)變化，動態調(diao)整骨(gu)(gu)(gu)吸收(shou)(shou)和(he)骨(gu)(gu)(gu)形成的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，在(zai)(zai)(zai)此(ci)基礎上發展(zhan)出(chu)來的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)性(xing)適應(ying)(ying)理(li)論認為(wei)力(li)學(xue)刺(ci)激(ji)與骨(gu)(gu)(gu)組織(zhi)(zhi)之間(jian)存(cun)在(zai)(zai)(zai)一種(zhong)生(sheng)理(li)平衡(heng)，在(zai)(zai)(zai)一定的(de)(de)(de)(de)(de)刺(ci)激(ji)范(fan)圍內，骨(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)長(chang)與吸收(shou)(shou)過程相互平衡(heng)，大于(yu)該(gai)范(fan)圍則(ze)引起骨(gu)(gu)(gu)量增加，小于(yu)該(gai)范(fan)圍則(ze)造成骨(gu)(gu)(gu)流失。骨(gu)(gu)(gu)重(zhong)建(jian)與力(li)學(xue)激(ji)勵的(de)(de)(de)(de)(de)關系如圖(tu)3所(suo)示(shi)。根(gen)據(ju)(ju)兩者關系提出(chu)，設計的(de)(de)(de)(de)(de)多孔骨(gu)(gu)(gu)植(zhi)入物在(zai)(zai)(zai)承擔人體生(sheng)理(li)載荷(he)時，一方面(mian)能(neng)夠(gou)有(you)效將(jiang)應(ying)(ying)力(li)傳導至(zhi)周(zhou)圍骨(gu)(gu)(gu)，使周(zhou)圍骨(gu)(gu)(gu)所(suo)受力(li)學(xue)刺(ci)激(ji)盡可能(neng)處(chu)于(yu)能(neng)夠(gou)促(cu)進(jin)骨(gu)(gu)(gu)生(sheng)長(chang)和(he)重(zhong)建(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內，從而保障假體能(neng)夠(gou)獲得穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)骨(gu)(gu)(gu)性(xing)支撐；另一方面(mian)具(ju)有(you)適宜于(yu)骨(gu)(gu)(gu)組織(zhi)(zhi)長(chang)入的(de)(de)(de)(de)(de)微觀孔隙結(jie)構設計，包括孔型、孔徑、孔隙率、微桿直徑等參數(shu)。

增(zeng)材(cai)制(zhi)造個性化植入物技術發(fa)展與(yu)挑(tiao)戰(zhan)

1.3 監管發展

以《無源植(zhi)(zhi)入性(xing)骨、關節(jie)及(ji)口(kou)腔硬組(zu)織個性(xing)化增材制造醫(yi)療器械(xie)注(zhu)冊技(ji)術審查指導(dao)原則(ze)（2019年第70號）》為(wei)代表[15]，我國藥品監(jian)督管(guan)理(li)局先(xian)后針對3D打(da)印髖臼杯、人(ren)工(gong)椎體、椎間融合器、下頜骨等產品出(chu)臺了產品層面的(de)注(zhu)冊審查指導(dao)原則(ze)，在(zai)(zai)共性(xing)性(xing)能評(ping)價(jia)方面出(chu)臺了針對理(li)化性(xing)能均一(yi)性(xing)、等效(xiao)性(xing)模(mo)型的(de)指導(dao)原則(ze)。在(zai)(zai)個性(xing)化金屬(shu)(shu)3D打(da)印骨植(zhi)(zhi)入物(wu)的(de)設(she)(she)計(ji)方面，由于定制式(shi)器械(xie)“獨一(yi)無二”的(de)特征，使(shi)其難以在(zai)(zai)臨(lin)床應用前進行完(wan)備的(de)性(xing)能評(ping)估測試，設(she)(she)計(ji)過(guo)程中所需的(de)醫(yi)工(gong)交互過(guo)程的(de)復雜性(xing)、臨(lin)床應用的(de)特異(yi)性(xing)等也為(wei)定制式(shi)骨植(zhi)(zhi)入物(wu)的(de)設(she)(she)計(ji)開發和(he)臨(lin)床應用帶來風險。因此，3D打(da)印金屬(shu)(shu)骨植(zhi)(zhi)入物(wu)領域當前的(de)發展重點在(zai)(zai)于建(jian)立具有(you)通用性(xing)的(de)設(she)(she)計(ji)規范和(he)設(she)(she)計(ji)準則(ze)，并形(xing)成(cheng)標(biao)準規范。

我(wo)國藥(yao)品監督管(guan)理局(ju)在2020年發布了(le)《個性(xing)化匹配骨(gu)植入(ru)物(wu)(wu)及工(gong)具醫工(gong)交互(hu)質控審(shen)查(cha)指導原則(ze)》，對個性(xing)化骨(gu)植入(ru)物(wu)(wu)設計(ji)(ji)開發過程中的(de)醫工(gong)交互(hu)要(yao)點進行了(le)闡述(shu)，為定制式骨(gu)植入(ru)物(wu)(wu)的(de)設計(ji)(ji)開發提供了(le)綱領性(xing)指導。目前尚(shang)未(wei)有細化到骨(gu)植入(ru)物(wu)(wu)設計(ji)(ji)規(gui)范(fan)和設計(ji)(ji)準(zhun)則(ze)方(fang)面的(de)技術標準(zhun)。

鑒于金屬3D打印骨(gu)植入(ru)物覆蓋產(chan)品類別的廣泛性(xing)，與之相關(guan)的設(she)(she)計規范和設(she)(she)計準(zhun)則方面(mian)的技(ji)術標(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)發展應遵循(xun)“共(gong)性(xing)-個性(xing)”的脈絡。首(shou)先圍繞共(gong)性(xing)需求和設(she)(she)計準(zhun)則，建立(li)高級別的技(ji)術標(biao)(biao)準(zhun)作為主干，然后面(mian)向特(te)異性(xing)產(chan)品建立(li)有(you)針對性(xing)的設(she)(she)計規范，使3D打印金屬骨(gu)植入(ru)物的設(she)(she)計標(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)逐(zhu)步完(wan)善。

02. 不可(ke)降(jiang)解非金屬骨(gu)植入物

2.1 發展現(xian)狀

在(zai)非金(jin)屬(shu)材料中(zhong)(zhong)，陶瓷材料由于(yu)(yu)(yu)自(zi)身脆性大(da)(da)，難以用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)大(da)(da)尺寸的具有(you)(you)承(cheng)力(li)功能(neng)的骨(gu)植(zhi)入(ru)(ru)(ru)物(wu)中(zhong)(zhong)，目(mu)前(qian)(qian)(qian)多數應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)研究集中(zhong)(zhong)在(zai)小尺寸的骨(gu)填充支架方(fang)面。在(zai)聚合物(wu)材料中(zhong)(zhong)，聚醚(mi)醚(mi)酮（polyetheretherketone,PEEK）材料已在(zai)植(zhi)入(ru)(ru)(ru)物(wu)中(zhong)(zhong)有(you)(you)長(chang)期的應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)歷史。相(xiang)比(bi)于(yu)(yu)(yu)金(jin)屬(shu)材料，PEEK的力(li)學(xue)性能(neng)與人(ren)體(ti)自(zi)然骨(gu)更(geng)為(wei)接(jie)近，有(you)(you)利于(yu)(yu)(yu)生理載荷的傳遞(di)，可(ke)有(you)(you)效改善假體(ti)植(zhi)入(ru)(ru)(ru)人(ren)體(ti)后的應力(li)遮擋現象。同時，PEEK在(zai)X線透(tou)(tou)射(she)下(xia)(xia)呈半透(tou)(tou)明且無(wu)偽影，便于(yu)(yu)(yu)影像學(xue)觀察(cha)。因此PEEK材料被(bei)視(shi)為(wei)可(ke)替代金(jin)屬(shu)材料的下(xia)(xia)一代骨(gu)植(zhi)入(ru)(ru)(ru)物(wu)材料，目(mu)前(qian)(qian)(qian)在(zai)軀干(gan)、上肢、顱頜等(deng)非主要承(cheng)力(li)部(bu)位已經有(you)(you)大(da)(da)量(liang)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)。在(zai)增材制造PEEK骨(gu)植(zhi)入(ru)(ru)(ru)物(wu)臨床(chuang)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)方(fang)面，國內(nei)的發展(zhan)處于(yu)(yu)(yu)世界前(qian)(qian)(qian)列。西安(an)交通大(da)(da)學(xue)自(zi)2017年起使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)材料擠出成形3D打印技術(shu)制作的定制式PEEK肋(lei)骨(gu)植(zhi)入(ru)(ru)(ru)物(wu)率先實現了臨床(chuang)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)，后續在(zai)顱骨(gu)、胸肋(lei)骨(gu)、下(xia)(xia)頜骨(gu)、肩胛(jia)骨(gu)等(deng)多個部(bu)位獲得應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)，部(bu)分案例如(ru)圖4所示。

增材制造(zao)個性化植(zhi)入物技(ji)術發展(zhan)與挑(tiao)戰

增材(cai)制造PEEK植入(ru)物(wu)的(de)產業化發展在(zai)2023年(nian)取得了重要突破，美國(guo)(guo)Curiteva公司(si)在(zai)2023年(nian)通過FDA 510(k)許可獲得了國(guo)(guo)際上首個材(cai)料擠出成形的(de)PEEK骨植入(ru)物(wu)注(zhu)冊證，國(guo)(guo)內西安康拓醫(yi)療公司(si)也在(zai)2023年(nian)通過我國(guo)(guo)藥監(jian)局“創新醫(yi)療器械(xie)”獲得了粉末床熔融(rong)PEEK顱骨修補(bu)假(jia)體的(de)注(zhu)冊證。

2.2 難(nan)點與挑(tiao)戰

盡管PEEK骨植入(ru)(ru)物已經在臨(lin)床應用和產業化發(fa)展取(qu)得了成(cheng)功，但其(qi)發(fa)展依然(ran)面臨(lin)兩方面難點。一(yi)方面，PEEK材料自身生物惰性(xing)導致(zhi)難以與人體(ti)組織(zhi)結合(he)，導致(zhi)PEEK骨植入(ru)(ru)物存(cun)在較高的松動風險；另一(yi)方面，現有可(ke)用于(yu)骨植入(ru)(ru)物的PEEK材料受(shou)到(dao)國(guo)外廠商壟斷(duan)，國(guo)內(nei)行業發(fa)展存(cun)在“卡脖子(zi)”問題。

PEEK材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)化是生(sheng)(sheng)物(wu)材(cai)料(liao)(liao)領域的(de)(de)(de)研究熱點之一(yi)(yi)，目前發展的(de)(de)(de)主(zhu)要策略包括復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)、涂(tu)(tu)層、表面化學(xue)改(gai)性(xing)(xing)等(deng)。在上述措施中，涂(tu)(tu)層改(gai)性(xing)(xing)通(tong)過在PEEK表面制備(bei)(bei)一(yi)(yi)層生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)，能夠(gou)有效改(gai)善PEEK材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)成(cheng)骨功能，但涂(tu)(tu)層與PEEK基體的(de)(de)(de)界面結合(he)力弱仍是涂(tu)(tu)層改(gai)性(xing)(xing)亟(ji)須解決的(de)(de)(de)問(wen)題。例如HAHN等(deng)通(tong)過氣冷噴涂(tu)(tu)的(de)(de)(de)方式(shi)在PEEK材(cai)料(liao)(liao)表面制備(bei)(bei)羥基磷灰石（HA）涂(tu)(tu)層，盡(jin)管提高了材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)，但HA涂(tu)(tu)層與PEEK基體間(jian)結合(he)強(qiang)度為(wei)14.3 MPa，僅為(wei)PEEK材(cai)料(liao)(liao)自身強(qiang)度的(de)(de)(de)20%左右。表面化學(xue)改(gai)性(xing)(xing)通(tong)過引入新的(de)(de)(de)基團或者活性(xing)(xing)因(yin)子，可根據器(qi)械需(xu)求(qiu)實(shi)現藥物(wu)緩釋、抗菌(jun)、快速成(cheng)骨等(deng)定制化功能，同時保留PEEK材(cai)料(liao)(liao)本身優異的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能。

但(dan)表面(mian)化(hua)學(xue)改(gai)(gai)性一(yi)方(fang)面(mian)存(cun)在(zai)制備流程(cheng)復(fu)雜(za)，難以從實驗(yan)室進(jin)入產業化(hua)，另一(yi)方(fang)面(mian)在(zai)材(cai)(cai)(cai)料(liao)層面(mian)引入了新的風(feng)險點，相(xiang)(xiang)關技(ji)術(shu)進(jin)入臨床存(cun)在(zai)審(shen)批瓶頸。復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)改(gai)(gai)性通常選用(yong)生物相(xiang)(xiang)容性已經被充分驗(yan)證的材(cai)(cai)(cai)料(liao)，通過(guo)物理混合(he)的方(fang)式與PEEK基體進(jin)行復(fu)合(he)，制造工藝簡單，且材(cai)(cai)(cai)料(liao)層面(mian)不存(cun)在(zai)技(ji)術(shu)風(feng)險，因(yin)此共混改(gai)(gai)性的PEEK復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)結(jie)(jie)合(he)3D打(da)印(yin)多孔結(jie)(jie)構在(zai)產業化(hua)應用(yong)方(fang)面(mian)具(ju)有更大的前景。ZHENG等研究(jiu)了材(cai)(cai)(cai)料(liao)擠出(chu)成形3D打(da)印(yin)HA/PEEK復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)支架的骨(gu)整合(he)能力，發現孔隙尺寸為(wei)600 μm、HA質量分數為(wei)20%~40%時，支架的骨(gu)整合(he)能力與金標準(zhun)“鈦(tai)合(he)金”相(xiang)(xiang)當。SUN等在(zai)軟組(zu)織的研究(jiu)中也發現，在(zai)PEEK中添(tian)加HA能夠(gou)加快軟組(zu)織與PEEK基體的緊密(mi)貼附，這對(dui)避免(mian)術(shu)后炎癥(zheng)、積液等并發癥(zheng)有重要意義(yi)。

在(zai)生(sheng)(sheng)物醫用PEEK原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)方面(mian)，目前國(guo)際市場主要被英國(guo)Invibio公司占據(ju)，在(zai)我國(guo)藥品監督管理(li)局注冊的(de)(de)(de)PEEK第Ⅲ類醫療(liao)器(qi)械中，尚未(wei)有使用國(guo)產PEEK原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)產品。國(guo)外廠商(shang)對(dui)植(zhi)入(ru)級(ji)PEEK原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)壟斷局面(mian)造成(cheng)了(le)材(cai)料(liao)(liao)(liao)價格高昂，制(zhi)約(yue)了(le)國(guo)產PEEK高性能醫療(liao)器(qi)械的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展。國(guo)產植(zhi)入(ru)級(ji)PEEK材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展需重點解決(jue)高純(chun)度PEEK生(sheng)(sheng)產工(gong)藝中對(dui)于潛(qian)在(zai)可瀝濾物、重金屬殘留和(he)生(sheng)(sheng)物相容性的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產控制(zhi)工(gong)藝難的(de)(de)(de)問題。系統研究PEEK生(sheng)(sheng)產過程中的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)單體(ti)、溶(rong)劑等潛(qian)在(zai)可瀝濾物對(dui)于生(sheng)(sheng)物體(ti)的(de)(de)(de)安全容限范圍(wei)，從而建立(li)起我國(guo)的(de)(de)(de)植(zhi)入(ru)級(ji)PEEK材(cai)料(liao)(liao)(liao)生(sheng)(sheng)產和(he)評價體(ti)系。

2.3 監管(guan)發展(zhan)

目(mu)前我國(guo)在增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)PEEK材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)骨植入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)(wu)領域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準尚未健全(quan)。在原(yuan)(yuan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)層面(mian)，YY/T 0660《外科植入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)(wu)用聚醚(mi)醚(mi)酮（PEEK）聚合物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準規(gui)范(fan)(fan)》主要對(dui)PEEK材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)、理(li)化和(he)(he)力學性能進行(xing)了(le)(le)規(gui)范(fan)(fan)，在此基礎上，團體(ti)標(biao)準T/CAMDI015−2022《用于醫學植入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)聚醚(mi)醚(mi)酮（PEEK）材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)》對(dui)植入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)(wu)用到的(de)(de)(de)(de)(de)PEEK材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)可瀝濾物(wu)(wu)(wu)(wu)、重(zhong)金屬殘留及與增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)密切(qie)相關的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)化指標(biao)進行(xing)了(le)(le)規(gui)范(fan)(fan)。上述標(biao)準初步建(jian)立了(le)(le)PEEK骨植入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)(wu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)基礎方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)范(fan)(fan)。《增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)聚醚(mi)醚(mi)酮植入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)(wu)注冊(ce)審查指導原(yuan)(yuan)則（2022年第3號）》針對(dui)PEEK材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)植入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)(wu)大類(lei)產品提供了(le)(le)研發(fa)和(he)(he)注冊(ce)依(yi)據。目(mu)前可用于PEEK增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)工藝類(lei)型為材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)擠(ji)出(chu)成形(xing)和(he)(he)粉末(mo)床熔融兩類(lei)，其(qi)成形(xing)原(yuan)(yuan)理(li)和(he)(he)使用的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)形(xing)態有顯著區別，因此還(huan)需建(jian)立針對(dui)特定增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)工藝的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)標(biao)準。

在制(zhi)造層面(mian)，我國(guo)已初步建(jian)立了增(zeng)材(cai)制(zhi)造領域的(de)(de)(de)標準(zhun)體系，但相關標準(zhun)未考慮到用(yong)于醫療器(qi)械(xie)的(de)(de)(de)制(zhi)造。由于增(zeng)材(cai)制(zhi)造工藝逐層累加(jia)的(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)，制(zhi)造過程中環境粉塵(chen)、機械(xie)系統(tong)雜質(zhi)等存(cun)(cun)在被引入(ru)器(qi)械(xie)內部的(de)(de)(de)風險，且增(zeng)材(cai)制(zhi)造工藝存(cun)(cun)在批次(ci)(ci)間一致性(xing)不佳的(de)(de)(de)問題，因此須建(jian)立針對(dui)醫療器(qi)械(xie)制(zhi)造的(de)(de)(de)增(zeng)材(cai)制(zhi)造設(she)備和(he)工藝評價標準(zhun)，從而確保產品的(de)(de)(de)安全性(xing)和(he)批次(ci)(ci)間性(xing)能。

在醫(yi)療器(qi)械層面(mian)的標(biao)(biao)準規(gui)范方面(mian)，我(wo)們可在材料、制造層面(mian)標(biao)(biao)準逐(zhu)步(bu)完(wan)善的同(tong)時，根(gen)據市場發展需求(qiu)和趨勢，制定針對(dui)具體器(qi)械類型(xing)的技術(shu)標(biao)(biao)準和審評(ping)規(gui)范，起到標(biao)(biao)準和產品(pin)同(tong)步(bu)發展甚至引領產品(pin)發展的作用。

03. 可降(jiang)解(jie)植入物(wu)

3.1 研究現狀

近年來，3D打印技術從(cong)制造(zao)以機械(xie)支撐功能(neng)為(wei)(wei)(wei)主的(de)惰性人工植(zhi)入物(wu)，向制造(zao)以再(zai)生(sheng)修(xiu)復功能(neng)為(wei)(wei)(wei)主的(de)可(ke)(ke)降解(jie)植(zhi)入物(wu)發(fa)生(sheng)了(le)重要轉變。這一領域正逐漸成為(wei)(wei)(wei)未來的(de)發(fa)展(zhan)方向和國際(ji)的(de)主流共識，特(te)別(bie)是基于熔融、無溶劑的(de)增材(cai)制造(zao)策略，結合目前已經在臨(lin)床(chuang)上安全使用數十年的(de)金屬和醫(yi)用高分(fen)子材(cai)料，為(wei)(wei)(wei)構建臨(lin)床(chuang)可(ke)(ke)用的(de)可(ke)(ke)降解(jie)植(zhi)入物(wu)提(ti)供了(le)最(zui)為(wei)(wei)(wei)便捷和可(ke)(ke)行的(de)途徑。

開展3D打(da)印可降解植入物研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)單位主(zhu)要包括哈佛大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、密(mi)歇根(gen)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、維克(ke)森林大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、萊斯大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、昆士(shi)蘭科技大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、南(nan)洋理工(gong)(gong)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、新(xin)加坡國立大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、西安交通大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、清華(hua)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、上海交通大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、華(hua)南(nan)理工(gong)(gong)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、四川大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)、中國人(ren)民(min)解放(fang)軍空軍軍醫大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)等，研(yan)(yan)究(jiu)內容(rong)集中在醫用可降解材料的(de)(de)研(yan)(yan)發與功能改性(xing)、植入物結構設計、3D打(da)印新(xin)工(gong)(gong)藝(yi)與裝備研(yan)(yan)發、動物實驗(yan)等“單元技術”的(de)(de)創新(xin)。

在金屬(shu)方面，鎂、鋅(xin)基材(cai)料(liao)在增材(cai)制(zhi)造中面臨(lin)金屬(shu)蒸發和防爆(bao)等(deng)工程技術瓶頸(jing)，且面臨(lin)降解(jie)速率過快的(de)難題，故(gu)動物試驗和臨(lin)床的(de)報告較為罕見(jian)。鐵(tie)(tie)基可降解(jie)金屬(shu)材(cai)料(liao)有少量(liang)動物試驗報告，NIE等(deng)在48周(zhou)的(de)長期動物試驗中驗證了鐵(tie)(tie)基可降解(jie)金屬(shu)在承重部位骨骼修復的(de)潛(qian)力(li)。

在高分子(zi)方(fang)面，例(li)如，德國弗勞恩霍夫激光(guang)技術研(yan)究所(suo)篩選(xuan)了聚乳酸(suan)(suan)和碳酸(suan)(suan)鈣的(de)復(fu)合(he)材料配(pei)比，優(you)化(hua)了該類復(fu)合(he)材料的(de)激光(guang)粉末床熔(rong)融工藝，成功實現了個性化(hua)可(ke)降解(jie)多(duo)孔(kong)顱(lu)骨(gu)板(ban)的(de)制造。昆(kun)士(shi)蘭科技大學的(de)研(yan)究人(ren)員(yuan)利用生物可(ke)降解(jie)聚己內酯-磷酸(suan)(suan)三鈣復(fu)合(he)材料經熔(rong)融擠出3D打印成形了蜂窩狀(zhuang)多(duo)孔(kong)骨(gu)植入物，進一步在多(duo)孔(kong)植入物上(shang)負載生長因子(zi)，有效促(cu)進了綿羊大段脛骨(gu)缺損(sun)的(de)修(xiu)復(fu)。

目前，3D打(da)印(yin)可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)骨(gu)(gu)科(ke)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)部分產(chan)(chan)品已進入(ru)臨(lin)(lin)床(chuang)試(shi)驗階段。例如，西安交通大學(xue)(xue)和(he)(he)(he)空軍軍醫大學(xue)(xue)合作，2004年實現(xian)了(le)3D打(da)印(yin)大段可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)人工骨(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)臨(lin)(lin)床(chuang)試(shi)驗。上(shang)海交通大學(xue)(xue)2018年實現(xian)了(le)3D打(da)印(yin)可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)耳郭軟骨(gu)(gu)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)臨(lin)(lin)床(chuang)試(shi)驗。3D打(da)印(yin)的(de)(de)(de)(de)可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)骨(gu)(gu)、軟骨(gu)(gu)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)(wu)通常(chang)具(ju)有(you)和(he)(he)(he)天然骨(gu)(gu)組織(zhi)相近的(de)(de)(de)(de)模量，從(cong)而可為自體(ti)骨(gu)(gu)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)再生提供臨(lin)(lin)時的(de)(de)(de)(de)結構和(he)(he)(he)力(li)學(xue)(xue)支(zhi)撐。少數單位(wei)已成功實現(xian)了(le)3D打(da)印(yin)可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)骨(gu)(gu)科(ke)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)業應用，如新加坡(po)Osteopore公司將熔融擠(ji)出3D打(da)印(yin)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)己內酯(zhi)支(zhi)架用于顱頜面骨(gu)(gu)缺損的(de)(de)(de)(de)修復，與不可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)惰性(xing)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)(wu)相比(bi)，可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)(wu)大大降(jiang)(jiang)低了(le)術后并發(fa)癥(zheng)的(de)(de)(de)(de)發(fa)生率。

3.2 難點(dian)與挑戰

針對具有柔軟力(li)學性(xing)能(neng)及復雜(za)生理學功能(neng)的心肌、骨骼(ge)肌、神(shen)經等人體重要功能(neng)性(xing)組織器(qi)官的修復，仍然缺(que)乏(fa)相應的可降解植入(ru)物設(she)計準則、高(gao)精度3D打印工藝(yi)裝備，以及實(shi)現其活性(xing)化(hua)、功能(neng)化(hua)再生修復的技術(shu)與策(ce)略。

在3D打印的(de)(de)(de)(de)可(ke)降(jiang)(jiang)解植(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)與(yu)自體(ti)軟組(zu)織力(li)學(xue)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)適(shi)配方(fang)(fang)面，西安交通大學(xue)的(de)(de)(de)(de)MENG等 研發(fa)了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)多(duo)孔結構的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)與(yu)增材制造方(fang)(fang)法，使聚己內酯(zhi)支架(jia)的(de)(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)模量(liang)可(ke)在（1944.0±228.7）~（27.3±12.0） kPa廣泛(fan)調節，覆(fu)蓋了從(cong)軟骨到肌肉再到脂肪等軟組(zu)織的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)需求。該團隊進一(yi)步提出了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)可(ke)降(jiang)(jiang)解乳(ru)(ru)(ru)房支架(jia)大變形下的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能設(she)計(ji)方(fang)(fang)法，實現了乳(ru)(ru)(ru)房軟組(zu)織支架(jia)植(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)(ru)體(ti)內后變形情(qing)況的(de)(de)(de)(de)預(yu)測，驗(yan)證了其力(li)學(xue)穩定與(yu)安全性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。2016年(nian)(nian)，他們與(yu)空(kong)軍軍醫(yi)大學(xue)第一(yi)附屬(shu)醫(yi)院合作實現了3D打印可(ke)降(jiang)(jiang)解個性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)化乳(ru)(ru)(ru)房植(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)國際(ji)首例臨床試驗(yan)，建立了從(cong)患者(zhe)影像學(xue)數據到個性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)化柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)乳(ru)(ru)(ru)房支架(jia)設(she)計(ji)、3D打印、臨床交付及跟蹤的(de)(de)(de)(de)全流(liu)程技術體(ti)系(xi)，顛(dian)覆(fu)了傳統(tong)“一(yi)刀切(qie)，填硅(gui)膠”的(de)(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)腺(xian)腫瘤(liu)治療手段（見圖(tu)5(a)）。經過多(duo)年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展，該團隊所研發(fa)的(de)(de)(de)(de)可(ke)降(jiang)(jiang)解植(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)已拓展了可(ke)降(jiang)(jiang)解氣管(guan)外支架(jia)（見圖(tu)5(b)）等臨床應用新方(fang)(fang)向。

增材制造(zao)個性化植入(ru)物技術發(fa)展與挑戰

在(zai)軟(ruan)(ruan)組(zu)(zu)織(zhi)活性(xing)化/功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)化再(zai)生(sheng)修(xiu)(xiu)復(fu)方面，當(dang)前(qian)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)前(qian)沿熱(re)點是(shi)賦予(yu)3D打(da)印可(ke)(ke)降解支架(jia)(jia)引(yin)導細胞組(zu)(zu)織(zhi)發(fa)育模擬(ni)出自然組(zu)(zu)織(zhi)形態(tai)和(he)功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)的(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)。例(li)如，高(gao)精度3D打(da)印技(ji)術更有(you)(you)利于成形類似自然組(zu)(zu)織(zhi)的(de)復(fu)雜微(wei)觀結(jie)構(gou)，西安交(jiao)通(tong)大學賀健(jian)康(kang)團(tuan)隊發(fa)明了高(gao)精度靜電(dian)3D打(da)印技(ji)術，將3D打(da)印的(de)制造分辨(bian)率(lv)提高(gao)到微(wei)米(mi)(mi)甚至納(na)米(mi)(mi)尺(chi)度。他(ta)們利用靜電(dian)打(da)印技(ji)術制造的(de)微(wei)米(mi)(mi)、亞微(wei)米(mi)(mi)纖(xian)維支架(jia)(jia)可(ke)(ke)有(you)(you)效引(yin)導心肌(ji)(ji)細胞三維的(de)分層定向(xiang)生(sheng)長，從而模擬(ni)出天(tian)然心肌(ji)(ji)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)生(sheng)理結(jie)構(gou)，為心肌(ji)(ji)梗死組(zu)(zu)織(zhi)的(de)修(xiu)(xiu)復(fu)治(zhi)療提供(gong)了新的(de)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)。此外(wai)，利用電(dian)荷(he)中和(he)與動態(tai)電(dian)壓(ya)調控(kong)技(ji)術，HE等進一步(bu)開發(fa)了高(gao)深寬比微(wei)米(mi)(mi)纖(xian)維支架(jia)(jia)的(de)靜電(dian)打(da)印技(ji)術，實(shi)現了世界最(zui)高(gao)尺(chi)寸(cun)的(de)微(wei)米(mi)(mi)纖(xian)維支架(jia)(jia)打(da)印，有(you)(you)效引(yin)導了骨骼(ge)肌(ji)(ji)細胞大面積的(de)定向(xiang)生(sheng)長，為大體(ti)積骨骼(ge)肌(ji)(ji)缺(que)損的(de)修(xiu)(xiu)復(fu)提供(gong)了潛在(zai)途(tu)徑。這些研(yan)(yan)究(jiu)在(zai)功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)性(xing)軟(ruan)(ruan)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)宏觀/微(wei)觀生(sheng)理結(jie)構(gou)再(zai)生(sheng)修(xiu)(xiu)復(fu)方面取得了突(tu)破性(xing)的(de)進展，未來應(ying)進一步(bu)融(rong)合納(na)米(mi)(mi)功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)材料或生(sheng)物活性(xing)材料，推動3D打(da)印的(de)可(ke)(ke)降解植入物向(xiang)促進組(zu)(zu)織(zhi)功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)再(zai)生(sheng)的(de)方向(xiang)發(fa)展。

3.3 監(jian)管(guan)發展

我國3D打印(yin)可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)產(chan)業(ye)方(fang)興未艾，在成(cheng)(cheng)果轉化方(fang)面(mian)面(mian)臨諸多挑戰。例如(ru)，缺乏相應(ying)的(de)測試和(he)評(ping)(ping)價(jia)(jia)體(ti)系，無(wu)法全(quan)面(mian)和(he)系統地評(ping)(ping)價(jia)(jia)3D打印(yin)可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)的(de)安全(quan)性(xing)(xing)和(he)有(you)效性(xing)(xing)，制(zhi)約了其(qi)產(chan)業(ye)轉化。第(di)一，需(xu)(xu)圍繞可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)材料(liao)及其(qi)3D打印(yin)成(cheng)(cheng)形過程(cheng)(cheng)中可(ke)(ke)能(neng)(neng)影(ying)響到(dao)產(chan)品性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)指標進行檢(jian)測，明確可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)產(chan)品加(jia)(jia)工(gong)(gong)過程(cheng)(cheng)中的(de)潛在風險點。第(di)二，與(yu)金屬(shu)或PEEK植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)的(de)高溫加(jia)(jia)工(gong)(gong)過程(cheng)(cheng)不同，可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)溫度普(pu)遍較低，難以保證(zheng)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)過程(cheng)(cheng)中的(de)無(wu)菌與(yu)潔(jie)凈。需(xu)(xu)要針(zhen)對特定(ding)的(de)可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)產(chan)品制(zhi)定(ding)標準化滅菌工(gong)(gong)藝規范，確保不損害產(chan)品性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)同時保障(zhang)安全(quan)性(xing)(xing)。第(di)三，在成(cheng)(cheng)形質量和(he)有(you)效性(xing)(xing)驗證(zheng)方(fang)面(mian)，尚需(xu)(xu)針(zhen)對應(ying)用需(xu)(xu)求，明確3D打印(yin)可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)的(de)成(cheng)(cheng)形精度、力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)、降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)及臨床有(you)效性(xing)(xing)的(de)相關定(ding)義與(yu)測試評(ping)(ping)價(jia)(jia)體(ti)系。

04.結論

（1）與增材制造金屬(shu)骨(gu)植入(ru)物相(xiang)關的(de)(de)材料和制造技術趨于完善，已進入(ru)產業化發(fa)展(zhan)階段(duan)。多孔結(jie)構和定(ding)制化優(you)勢給(gei)3D打印(yin)骨(gu)植入(ru)物帶(dai)來(lai)傳(chuan)統技術難(nan)以企(qi)及的(de)(de)優(you)勢，但也給(gei)植入(ru)物的(de)(de)設(she)計(ji)和性(xing)(xing)(xing)能評價帶(dai)來(lai)了挑戰(zhan)。遵(zun)循“共(gong)性(xing)(xing)(xing)-個性(xing)(xing)(xing)”的(de)(de)脈(mo)絡，建立共(gong)性(xing)(xing)(xing)設(she)計(ji)準則(ze)和針(zhen)對(dui)各類產品的(de)(de)設(she)計(ji)規范(fan)是金屬(shu)3D打印(yin)骨(gu)植入(ru)物未(wei)來(lai)的(de)(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向。

（2）增材制造PEEK植入物(wu)在人(ren)體(ti)非(fei)主要承力骨的替代物(wu)中有突出優勢。PEEK材料的生(sheng)物(wu)惰性導致(zhi)其(qi)難以與人(ren)體(ti)組(zu)織形成緊密融(rong)合是目前(qian)技術研(yan)究(jiu)的重點領域，PEEK基復合材料多孔(kong)結構(gou)有望為PEEK材料的組(zu)織融(rong)合難題提供(gong)便捷的解決方(fang)案。

（3）增(zeng)(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)植(zhi)(zhi)入物有望為(wei)各類(lei)軟硬組織(zhi)缺損(sun)提供個性(xing)(xing)化、活(huo)性(xing)(xing)化修復(fu)的(de)理(li)想途徑。圍繞增(zeng)(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)與可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)材(cai)料的(de)匹(pi)配性(xing)(xing)、植(zhi)(zhi)入物降(jiang)(jiang)解(jie)與組織(zhi)再生的(de)匹(pi)配性(xing)(xing)以及植(zhi)(zhi)入物長期的(de)安全有效性(xing)(xing)仍(reng)需(xu)開(kai)展大量實踐研究，以推(tui)動增(zeng)(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)解(jie)植(zhi)(zhi)入物的(de)進(jin)一(yi)步標準化發(fa)展與臨床應(ying)用。

（4）得益于快速發(fa)(fa)展(zhan)的(de)增材(cai)制造(zao)技術和廣大的(de)患(huan)者(zhe)群體(ti)(ti)，我國在增材(cai)制造(zao)人體(ti)(ti)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)領域的(de)研究和應用(yong)(yong)均處在世(shi)界(jie)前列，在3D打印骨植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)和可(ke)降解軟組織植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)等方面誕生了(le)一批具有引領性的(de)臨(lin)床應用(yong)(yong)，與之相關的(de)監管(guan)科學發(fa)(fa)展(zhan)將引領個性化(hua)人體(ti)(ti)植(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)從(cong)研究走向產業(ye)化(hua)，有望為我國高端醫療器械行業(ye)提(ti)供創新(xin)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)重要(yao)機遇。

本文由(you)廣州佳譽醫療器械(xie)有限(xian)公(gong)司(si)/佛山浩揚醫療器械(xie)有限(xian)公(gong)司(si)聯合(he)編輯