一、醫用金屬材料

醫用金屬材料的種類包括不銹鋼、鈦合金、鈷基合金、貴金屬等。

圖片來源：學堂在線《解密3D打印》

醫用金屬材料具有較好的綜合力學性能，成型性好，耐腐蝕性能較好。廣泛用于骨科、牙科、整形外科植入體。

但醫用金屬材料的彈性模量過高，引發應力屏蔽（根據網絡資料：兩個彈性模量不同的材料共同受力時，彈性模量較大的材料會承受較多的應力），可能引起植入體周圍的骨壞死、新骨畸變和功能退化。醫用金屬材料還不具有生物活性，不能與骨形成化學結合。

彈性模量過高的問題可以通過多孔結構解決。多孔結構可通過孔徑、孔隙率來調整植入體的密度、強度和彈性模量，改善力學相容性，克服高模量材料的應力屏蔽問題。三維貫通的孔狀結構、粗糙的內外表面，有利于成骨細胞的粘附、分化和增殖，能夠形成牢固的骨愈合，增強植入體與骨的生物固定。

不具有生物活性的問題可以通過在醫用金屬材料表面增加生物活性涂層的方式。生物活性涂層材料可選擇羥基磷灰石，羥基磷灰石存在于人的骨頭和牙齒中，羥基磷灰石涂層有利于植入體與骨組織性能化學鍵結合。（含個人理解）

二、3D打印在醫用金屬材料的應用

通過3D掃描采集個人身體結構數據，生成三維模型，再運用3D打印技術，可以制作出個性化的醫療植入體，從而改善治療效果。美國批準了85個3D打印植入物，中國獲得CFDA批準上市的3D打印產品包括：髖臼杯、人工椎體、脊柱椎間融合器、腦膜補片等。

（1）骨科、頜面外科植入體

3D打印鈦合金骨科植入物，除了完美貼合之外，還有細密復雜的多孔結構，以促進骨骼生長。

醫用鈦板、鈦網、鈦釘等植入物，已廣泛應用于口腔頜面部外傷后內固定、頜面骨組織切除后功能性修復重建、損壞的顱骨和硬膜的修復。

2015年中國首個3D打印人體植入物——仿骨小梁生物臼杯獲國家CFDA的上市許可。

圖片來源：學堂在線《解密3D打印》

（2）牙科

3D打印在鈦種植體、個性化基臺、義齒支架、冠橋（一種修復缺失牙的方式）等方面均可應用，在口腔種植、口腔正畸等領域有良好的臨床效果。

三、制備醫用金屬材料的3D打印技術

（1）電子束融化

電子束熔化，英文簡稱EBM，該技術利用電子束將金屬粉末熔合制造零件（個人理解：先將金屬粉末鋪蓋，再用電子束熔化金屬粉末成型）。在制備醫用金屬材料中，通過仿生結構設計和生物力學分析，該技術可以獲得多孔結構的植入體。多孔結構的植入體能夠在滿足支架機械強度要求的前提下，解決植入體和骨組織的彈性模量不匹配問題，改善植入效果。

圖片來源：學堂在線《解密3D打印》

（2）激光工程凈成型

激光工程凈成型，英文簡稱LENS，是一種結合快速成型和同步送粉技術的增材制造技術。該技術可用于制作多孔結構的致密涂層。

圖片來源：學堂在線《解密3D打印》

審核編輯 ：李倩