3D打印重建頸椎運動功能 新技術(shù)給金屬材料“做按摩”

日前，在西安交通大學的科技成果發(fā)布會上，西安交大主持獲得陜西省科學技術(shù)獎勵一等獎的“3D打印技術(shù)重建脊柱脊髓功能的臨床應用與相關(guān)研究成果”和“微納尺度典型金屬材料的力學特性及其內(nèi)在機理”兩個項目團隊成員介紹了項目的相關(guān)情況。

關(guān)于3D打印技術(shù)重建脊柱脊髓功能的臨床應用與相關(guān)研究成果，“這個項目結(jié)合金屬3D打印技術(shù)，開發(fā)出個性化穹窿頂鈦籠式人工頸椎，在國際上創(chuàng)新性提出了椎體次全切術(shù)后可動人工椎體-椎間盤復合體植入、重建椎體運動單位功能的理念，研制出可動人工頸椎假體和人工寰齒關(guān)節(jié)。”該項目的團隊成員西安交通大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院主治醫(yī)師蔡璇說到。

由于傳統(tǒng)鈦籠塌陷率高，并發(fā)癥多，“研發(fā)3D打印個性化穹窿頂鈦籠，精準度更高，降低塌陷率，提高了手術(shù)療效�！辈惕�介紹到，目前經(jīng)過200余例的臨床應用，隨訪資料證實鈦籠塌陷等并發(fā)癥發(fā)生率從大約90%降低到10%，較傳統(tǒng)鈦籠的塌陷發(fā)生率顯著下降。

關(guān)于可動的人工頸椎的優(yōu)勢，“與傳統(tǒng)融合術(shù)相比，可動的人工頸椎成功保留頸椎側(cè)屈及旋轉(zhuǎn)活動度、降低鄰近節(jié)段應力，并且能長期維持頸椎生物力學的穩(wěn)定性，這就為解決頸椎次全切、減壓融合術(shù)后活動度喪失這一世界性難題提供新思路�！辈惕�說到，在2016年，他們開展了世界首例可動人工寰樞關(guān)節(jié)置換術(shù)，“術(shù)后患者疼痛癥狀緩解，神經(jīng)功能恢復，頸椎旋轉(zhuǎn)運動得到很好的保留，這是相較于一般的傳統(tǒng)手術(shù)最大的優(yōu)勢�！�

微納尺度典型金屬材料的力學特性及其內(nèi)在機理項目團隊成員劉博宇介紹，社會發(fā)展對功能器械小型化的強勁需求推動著微納米科技的快速發(fā)展，對高性能長壽命器件的設計需求期望微納尺度材料結(jié)構(gòu)與性能的理論知識體系盡快得以系統(tǒng)建立。把這些微納米材料中固有的缺陷給修復掉，就像是給金屬材料“做按摩”。“但是，迄今為止并沒有成熟的理論體系來描述微納尺度材料的力學特性及內(nèi)在機理�！�

“一方面，我們系統(tǒng)研究了典型金屬材料在微納尺度下的力學特性及其潛在的物理機理，另一方面根據(jù)其塑性變形機理提出了有針對性的強韌化策略�！眲⒉┯钫f到，“我們研究發(fā)現(xiàn)，通過低力度、多次數(shù)加載，可以把這些微納米材料中固有的缺陷給修復掉，經(jīng)過修復之后的金屬材料就能達到一個非常高的水平，我們的手機、電腦中大規(guī)模集成的元器件的零件都處于微納米的尺度，通過我們的研究發(fā)現(xiàn)，這些微納米尺度下的缺陷是可以被修復的。”

來源：中國粉末冶金商務網(wǎng)