拓扑优化设计结合3D打印技术在骨科金属内植物的应用进展

当今医用金属内植物的种类及数量繁多,尤其是骨与关节损伤手术中使用各式内固定物、人工假体及骨缺损填充物等.传统内固定包括使用合金材料设计的高刚度金属植入物,与骨特性相比,这些植入物具有较高的机械不匹配性,由于内固定板的高弹性模量所造成的应力遮挡或应力集中,容易导致骨质吸收或内固定失效[1,2].近年来,随着医学数字成像与图像处理技术的提高以及机械设计与制造行业的发展,使复杂结构植入物的个性化设计与制造成为可能[3,4],但内植物结构的设计应该如何满足人体生物学、形态学和生物力学要求的问题尚待解决.本文主要从骨科领域以及颌面外科领域对拓扑优化设计技术结合3D打印制造技术在医疗金属植入物的应用进行综述,总结了其当前面临的挑战以及短期内的提高方向,以期为相关研究人员提供有价值的信息.