近日，澳大利亞研究人員使用金剛石的特性對3D打印材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的運用取得了突破性進展，人體接受生物醫(yī)學(xué)植入物的方式可能得到改善。來自皇家墨爾本理工大學(xué)的研究人員首次成功地涂抹了帶有金剛石的3D打印鈦植入物。

這是3D打印金剛石植入物用于生物醫(yī)學(xué)和骨科的第一步，涉及人體肌肉骨骼系統(tǒng)的外科手術(shù)。盡管鈦可為醫(yī)療級別和患者特定的植入物提供快速、準確和可靠的材料，但我們的身體有時會拒絕使用這種材料。這是由于鈦上的化合物會阻止組織和骨有效地與生物醫(yī)學(xué)植入物相互作用。而人造金剛石卻為這個問題提供了一個物美價廉的解決方案。

RMIT研究使用的實驗植入物是個空心立方體，采用選擇性激光熔融技術(shù)(SLM)和鈦3D打印。打印完成后再用化學(xué)氣相沉積法在植入物表面覆上鉆石涂層，這層工藝要求溫度超過1000℃。研究人員使用超分散金剛石(DNDs)作為鉆石涂層的材料，DND這種材料由TNT和RDX的爆炸性混合物的合成制成。據(jù)說，DNDS這種材料“比鈦粉便宜”，且適用于3D打印植入物。

涂層是通過微波等離子體工藝在墨爾本納米制造中心制造的。鈦支架與金剛石相結(jié)合，形成生物材料。據(jù)相關(guān)人員介紹，這項技術(shù)推出還需要好幾年的時間，但我們所做的這是第一步，在病人可以使用之前，還需要采取很多步驟，這是一次漫長而不可思議的結(jié)果中的關(guān)鍵一步。

將帶有金剛石涂層的立方體和普通鈦植入物分別植入哺乳動物細胞，并保持在模擬體液中生物活性的條件下，兩種不同植入物進行比較。帶有涂層的植入物不僅促進了更好的細胞附著到下面的金剛石鈦層，而且促進了哺乳動物細胞的增殖。金剛石增強活骨和人造植入物之間的整合性，并減少長時間的細菌附著。

金剛石作為3D打印材料是非常有效的，因為碳是人體的主要組成部分。碳具有與人體令人難以置信的生物相容性，我們的身體很容易接受金剛石，并將其作為復(fù)雜材料界面的平臺。

目前，醫(yī)療骨科方面3D打印技術(shù)制造的人工椎體，使用的材料是鈦合金，在樞椎部位第一和第三椎體之間放入3D打印人工椎體，并用鈦合金螺釘將其固定，應(yīng)用3D打印的人工定制樞椎，作為脊椎外科內(nèi)植物，進行脊椎腫瘤治療以后的穩(wěn)定性重建的。

人體的脊椎骨骼形狀非常不規(guī)則，傳統(tǒng)的制造手段植入后只能做到部分貼合，牢固性也大打折扣。植入之后可能出現(xiàn)的松動，在脊柱和神經(jīng)密切相關(guān)的部位，一點松動就能給病人帶來極大的痛苦，所以即便手術(shù)完成了，但在日后的康復(fù)中會遇到很多問題。 (風(fēng)凰科技)