光固化制備的具有患者特異性骨誘導(dǎo)能力的眼眶底植入物

供稿人:蘇艷文，賀健康
供稿單位：機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

眼眶底部的骨具有形狀復(fù)雜和大小多變等特點(diǎn)。彎折或手工定制的鈦網(wǎng)通常作為修復(fù)眼眶底部骨折的植入物。由于該植入物的幾何形狀很難模擬患者的解剖結(jié)構(gòu)，容易造成患者眼眶錯(cuò)位、失明等問題。

瑞士達(dá)沃斯AO研究所（AO Research Institute Davos, Davos, Switzerland）的研究人員基于術(shù)前面部CT掃描和植入物設(shè)計(jì)與優(yōu)化，采用光固化（SLA）實(shí)現(xiàn)了聚三亞甲基碳酸酯（poly (trimethylene carbonate)）復(fù)合40%羥基磷灰石多孔復(fù)合材料眼眶底植入物打印。術(shù)前面部CT掃描、植入物設(shè)計(jì)和光固化打印可以實(shí)現(xiàn)植入物與患者骨折區(qū)域的個(gè)性化匹配。多孔復(fù)合材料眼眶底植入物的制備流程和骨誘導(dǎo)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案如圖1所示。

圖1.總體工作流程和研究方案設(shè)計(jì)

臨床前大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。鈦網(wǎng)植入后容易在其周圍產(chǎn)生纖維組織包裹，而多孔復(fù)合材料眼眶底植入物植入后在不增加額外的生物治療的情況下，其周圍有新生血管和新骨形成。與鈦網(wǎng)相比，復(fù)合材料眼眶底植入物可以誘導(dǎo)、刺激新骨再生，以實(shí)現(xiàn)骨缺損修復(fù)。研究提供了一整套工作流程來設(shè)計(jì)和制造具有生物可降解、可促進(jìn)骨生長、與患者骨缺損匹配的個(gè)性化多孔復(fù)合材料眼眶底植入物，為顱頜面骨缺損修復(fù)提供了新方法。

圖2. 不同植入物植入12周后的骨重建過程的組織學(xué)染色和熒光檢測。其中圖2 A-D為植入鈦網(wǎng)組, 圖2 E-G為個(gè)性化多孔復(fù)合材料組，圖2 H-J為對照組。

參考文獻(xiàn)：
Guillaume O, Geven MA, Varjas V, Varga P, Gehweiler D, Stadelmann VA, et al. Orbital floor repair using patient specific osteoinductive implant made by stereolithography. Biomaterials 2020; 233:119721.
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119721