由于3D打印植入物擁有大幅改變患者的生活質量的能力，因此引起了許多醫生和病人的關注。近日，英國斯旺西（Swansea）大學的科學家們開發出了一種新型材料，有助于改善和加速使用3D打印膝關節植入物來替代受損軟骨。
使用這種名為Samsonium的新材料，科學家們正在謀求對3D打印技術進行更大的改進。Samsonium可用于3D打印，使用該材料3D打印的膝關節植入物具有更大的耐用性。此外，Samsonium還擁有令人印象深刻的拉伸強度，質感光滑，并能夠抑制細菌生長，而且無毒性。
從技術上講，這是一種添加了尼龍鈦粉末的聚合物，可以兼容FDM 3D打印技術，并能夠逐步取代膠原纖維和基質（軟骨細胞內的），而這兩者通常會由于關節炎的侵染，需要進行更換。
這種材料是用最純凈的尼龍6/9、尼龍6和尼龍6T經過結晶優化處理之后，再經過一次后處理來增加其在3D打印過程中的粘性之后生成的。
科學家們說，經過測試，Samsonium的強度超過ABS或PLA 3D打印線材十倍。因此，這種材料實際上在其它很多領域都能用得上，比如太空。
“Samsonium具有優越的性能可以勝任很多方面的應用。我們最開始是想開發出一種專門的材料用于制造高強度低重量的衛星部件，并將其用在一個軌道制造項目中。”負責開發這種新材料的Daniel J. Thomas博士稱，“然而，在我們確定它具有超高效的滑移性能和沖擊吸收特性之后，我們進行了重新設計，使它成為一種低成本關節炎治療材料。該材料高強度的秘密在于增加了鈦6/4，這些數以百萬計的個體粘合劑將它的強度提升了25％。”
將該材料的這些優異性能用于醫療植入物對于研究團隊來說是一個令人振奮的突破。據了解，對于膝關節置換和植入物的研究已經經歷了很長一段時間，而像Samsonium這樣的材料的出現對于醫療界來說具有關鍵性的意義，這種材料在壓力下不會分層斷裂或脫落，能夠模仿真正的活組織。除了能夠提供更優異的負載能力之外，這種3D打印材料也是安全的，因為它符合ECHA歐洲化學品管理局關于“REACH”的定義與要求。
“在研究中，我們制作了一個軟骨關節的植入物樣品進行測試。我們以20毫米/秒、擠出溫度250℃的條件下使用Samsonium材料3D打印出了精密的膝關節植入物樣品。”Thomas說。
“這往往比骨頭置換更困難，因為這些部件必須準確地遵循現有的內部骨骼結構和具有足夠的柔韌性來適應非同尋常的安裝方法。它們自己必須具有足夠的強度才能保持關節不會再壓力之下錯位，而且最重要的是，它需要在長達30年或更長的時間里提供一個光滑的表面，以匹配對應的軟骨表面。”
在制備植入物的時候，該研究團隊首先掃描病人的膝蓋，并使用Mimics軟件生成3D打印植入物。這種植入物不僅更為便宜，而且屬于量身定制。
“在一個小時之內植入物就可以3D打印完成，其精確度能夠達到±185微米。”Thomas說，“在壓縮測試中這種新的3D打印和柔韌的植入物也會分裂、脫層，斷裂或撕裂。不過它們經過了五次高壓滅菌程序，之后仍然沒有出現變形。
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