目的:Paprosky Ⅱ型和Ⅲ型髋臼缺损是全髋关节翻修术中常见的缺损。在髋臼侧翻修手术中重建骨丢失时，3D打印钛合金骨小梁组件包括金属臼杯和各种组件是一种选择。本研究的目的是分析使用3D打印钛合金骨小梁臼杯和组件修复Paprosky Ⅱ型和Ⅲ型髋臼缺损的中期结果。方法:2015年1月至2018年12月在郑州市骨科医院对23例患者(23髋)使用3D打印钛合金骨小梁金属臼杯及组件进行全髋关节翻修术。其中Paprosky Ⅱ型缺损19例，Paprosky Ⅲ型缺损4例。随访期间进行临床和影像学评估。结果:23例患者手术时平均年龄66.3岁(58~79岁)，平均随访60.1个月(40~78个月)。术后Harris髋关节评分平均为88.3分(68.5~89.0分)。X线片显示，术后髋关节旋转中心与对侧髋关节比较，平均垂直差异为上移1.9 mm(下移4 mm~上移15 mm， P>0.05)，差异无统计学意义。术后髋关节旋转中心与对侧髋关节比较，平均水平差异为外移1.4 mm(外移4 mm~内移4 mm， P>0.05)，差异无统计学意义，无影像学松动病例，均无需进行翻修手术。 结论:3D打印钛合金骨小梁髋臼及组件重建治疗Paprosky Ⅱ型和Ⅲ型髋臼骨缺损的中期随访结果满意。

目的:探讨电子束熔融(EBM)制备多孔钛合金融合器的力学性能、生物相容性及椎间融合效果。方法:通过计算机设计和EBM技术制备多孔钛合金(Ti-6Al-4V)融合器，通过电子显微镜观察其表征和微观结构，通过体外力学试验评估其弹性模型和抗压强度，通过四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT)法评估生物相容性。选取12只雄性成年小尾寒羊，建立小尾寒羊颈椎椎间融合模型，按照随机数字表法分为两组，每组6只。实验组置入3D打印椎间融合器，对照组置入聚醚醚酮(PEEK)融合器(中空处含有碎骨粒)。术后6个月行X线片检查，观察融合器是否有移位、松动或下沉；Micro-CT观察椎间隙骨小梁生长情况；组织学观察微观结构下椎间融合情况，分析两组融合器内的矿化骨百分比(MBF)和材料-骨结合百分比(BA)。结果:多孔钛合金融合器是一个中间为八面体金属小梁、外围为金属框的结构，金属小梁的直径为(413±78)μm，孔径为(597±46)μm，孔隙率为(54.8±5.8)%；弹性模量为(19.6±0.8)GPa，压缩强度为(37.6±2.3)GPa，刚度为(17 633±882)N/mm；多孔钛合金融合器具有良好的生物相容性。两组X线片均未见融合器出现移位和松动。两组Micro-CT检查可见贯通整个椎间隙的骨小梁分布，实现了骨性融合；实验组新生骨组织对金属小梁形成了结合紧密，对照组新生骨质和PEEK融合器之间仍可见到空隙。组织学显示实验组椎间隙MBF为(43.7±10.6)%，与对照组[(46.5±11.4)%]差异无统计学意义( P>0.05)，而对照组骨小梁和PEEK融合器交界处可见较多的纤维组织包裹，骨组织与PEEK融合器未形成紧密融合；实验组BA为(53.7±12.8)%，对照组为(7.5±2.8)%( P<0.05)。 结论:EBM制备多孔钛合金融合器具有合适的力学性能和孔隙率、良好的生物相容性和椎间融合效果，具有临床应用前景。

骨折或骨组织病变引起的骨缺损的治疗一直是骨科领域的难题,植入高性能钛合金假体是治疗骨缺损的有效方法,3D打印技术可以制造多孔结构的低模量钛合金植入物,为上述问题提供较好的解决方案,这种技术设计便捷,在制作骨科植入物方面具有巨大优势.该文采用3D打印技术中的电子束熔融制造了2种Ti-6Al-4V假体样品,包括实体结构骨盆假体和多孔结构骨盆假体.假体力学性能的研究得出棒状拉伸试样的屈服强度和抗拉强度分别为894 MPa 和956 MPa,而多孔骨盆假体的压缩模量和抗压强度分别为55 GPa 和65.2 MPa.L929细胞毒性试验和MC3T3-E1细胞黏附试验的结果表明假体样品具有良好的生物相容性.采用新西兰大白兔制备股骨髁空腔缺损模型,并植入2种骨盆假体.植入4周后的显微CT扫描结果显示,骨钻引起的骨缺损已经愈合,骨盆假体的多孔结构在孔内形成了一种新的骨小梁结构.总之,3D打印的Ti-6Al-4V骨盆假体具有良好的力学性能,生物相容性和促进新骨生长能力.

目的:研究、评价计算机模拟及模型辅助下国产3D打印多孔钛合金骨小梁髋臼杯行髋关节翻修术后的短期临床、影像学结果.方法:回顾性分析应用计算机模拟及模型辅助下3D打印多孔骨小梁钛合金髋臼假体行髋关节翻修术的11例患者临床资料,评估该项技术的早期临床疗效.结果:所有患者平均随访(30.9±6.1)个月,其中6例患者共使用了7块髋臼垫块.85.7％(6/7)的垫块尺寸与术前设计一致,1例(14.3％)患者使用比术前设计大一号的垫块.术中选用髋臼尺寸与术前设计的符合率为81.8％(9/11).末次随访,所有患者术侧髋功能HSS及WOMAC评分均较术前有提升(P<0.05).术侧髋臼假体(聚乙烯内杯)外展角平均为(35.3±6.1)°,前倾角平均为(19.5±4.1)°.在安全区内的髋臼假体由术前的18.2％(2/11)增加到术后的81.8％(9/11)(P<0.05).术后,手术侧垂直旋转中心(CORver)及水平旋转中心(CORhor)均较术前得到一定程度的修正和改善.髋臼假体(外杯)平均骨覆盖为(85.6±6.2)％.末次随访,所有臼杯均显示出良好的骨整合.结论:术前使用医工交互平台模拟3D重建方案,并于3D打印骨盆上预演手术,可提前预测和准备术中垫块的类型、大小、数量、位置,髋臼杯的大小、植入位置、角度、初始覆盖,及髋臼螺钉的植入轨迹.结合国产3D打印多孔钛合金骨小梁髋臼杯进行重建,为患者提供满意的短期临床及影像学结果.

目的 探讨3D打印钛合金骨小梁金属臼杯在老年初次全髋关节置换术中的疗效.方法 前瞻性选取西藏民族大学医学部临床医学院需行初次全髋关节置换术的老年患者27例,根据受试者个人意愿分为研究组(3D打印钛合金骨小梁金属臼杯)12例和对照组(经典Pinnaele臼杯)15例.分别与术后1 w、3个月、6个月进行门诊随访,进行髋关节功能(Harris)、骨性关节炎(WOMAC)指数,健康调查量表(SF-36)评分;同时进行影像学评估,使用DeLee和Chamley分区法检测髋臼假体位置;Anderson骨长入影像学评价标准对骨长入进行评估.结果 术后6个月两组Harris平分、SF-36评分均显著高于术前,WOMAC指数显著低于术前(P＜0.05);术后6个月研究组Harris评分、SF-36评分显著高于对照组,WOMAC指数显著低于对照组(D＜0.05).术后研究组臼杯未出现外展角变化和移位,10例术后1w3D打印钛合金骨小梁金属臼杯与骨面接触紧密且无透亮线,2例臼杯植入后1 w时可见透亮线,术后6个月时透亮线消失,随访期间未出现新的透亮带;术后随访期间1区无骨质增生,2区无应力遮挡,两个区均无髋臼表面辐射状排列的骨小梁,4例术后6个月3区出现骨质增强.对照组臼杯与关节面接触紧密,随访期间未出现透亮线,其中4例2区存在应力遮挡,均未出现骨质增强.结论 老年初次全髋关节置换术中采用3D打印钛合金骨小梁金属臼杯的稳定性好,早期骨长入优于传统材料,短中期预后效果较佳,但长期效果仍需进一步研究.

目的 评估初次全髋关节置换术(THA)中应用3D打印钛合金骨小梁金属( TTM)臼杯的中期疗效.方法 前瞻性研究2012年5月至2013年6月华中科技大学同济医学院附属普爱医院骨科进行初次THA的19例(20髋)患者,采用非随机对照研究分成TTM臼杯组9例(10髋)和Pinnacle臼杯组10例(10髋).术后5年影像学评估髋臼假体稳定性、髋臼表面与骨界面骨长入能力以及是否伴有骨溶解;Harris评分评估髋关节功能.结果 所有患者平均随访5年,Harris评分TTM组优8例,良2例;Pinnacle组优9例,良1例.术后5年TTM组[ (92.8 ± 3.1)分]和Pinnacle组[ (94.6 ± 2.9)分]的Harris评分分别与术前 [ (48.2 ± 5.5)分和 (46.5 ± 8.7)分]比较均有改善,差异有统计学意义(P ＜0.001),术前、术后5年Harris评分两组间比较差异均无统计学意义(P ＞ 0.05).两组术后影像学评估术后臼杯稳定、骨长入优异,无松动及骨溶解.TTM组2例术后存在透光线,术后6个月后透光线消失;两组患者均未出现进行性增加的透光线.以假体松动或翻修手术作为终点,两组髋臼假体5年生存率均为100%.结论 3D打印钛金属骨小梁臼杯在初次THA后5年中期随访中展现出优异的临床效果,长期随访结果有待进一步临床研究.

目的 探讨3D打印定制臼杯-垫块复合假体在伴有髋臼侧骨缺损人工髋关节翻修术中的应用价值.方法 采用3D打印定制臼杯-垫块复合假体对伴有Paprosky IIB和IIIA型髋臼侧骨缺损病例6例(6髋)行髋关节翻修术,男2例,女4例;年龄64～83岁,平均78.2岁.术前Harris髋关节评分(32.3±5.1)分.髋臼骨缺损Paprosky分型:IIB型2例,IIIA型4例;AAOS分型均为III型.术前行髋关节薄层CT扫描,数据逆向重建髋臼侧骨缺损三维影像,设计臼杯-垫块复合假体并调整其位置,打印骨盆和假体树脂试模体,安装调试无误后打印钛合金假体.按术前计划植入假体完成髋臼重建.结果 切口均一期愈合,未发生切口感染、皮肤坏死、深静脉血栓形成等并发症.6例获17.8(13.0～25.5)个月随访.术后连续影像学检查显示所有患髋旋转中心基本解剖重建,假体位置良好,无松动、断裂及关节脱位,术后末次随访Harris评分为(82.7±7.1)分.结论 3D打印定制臼杯-垫块复合假体用于髋臼侧Paprosky IIB型和IIIA型骨缺损病例的髋关节翻修,结合定向螺钉和翼板更易达到术中初始稳定,有利于其表面骨小梁结构与宿主骨的生物学整合.

背景:3D打印钛合金多孔结构以其良好的机械性能和生物相容性已经在骨科植入假体设计与临床应用方面得到了快速发展,与涂层假体相比,钛合金骨小梁结构具有骨长入快和骨长入好的优点.为了保证骨科植入物的安全,目前多采用实验方式确定骨小梁结构的拉伸、剪切疲劳和弯曲疲劳强度.目的:通过力学实验和有限元数值模拟方法研究骨小梁多孔结构的力学性能.方法:①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验:设计并制备3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,骨小梁结构的丝径为0.28-0.35 mm、孔径为0.71 mm、孔隙率为73％.检测钛合金骨小梁结构的拉伸强度,分析其失效机制,同时分析不同打印位置对骨小梁拉伸强度的影响.②数值模拟实验:利用有限元方法建立包括骨小梁理论结构的拉伸试件实体模型,模拟骨小梁试件的拉伸破坏过程.结果 与结论:①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件的极限载荷分布在39.55-47.11 kN之间,等效极限拉伸应力分布在62.79-74.53 MPa之间,拉伸破坏的结果为网状结构断裂,说明钛合金骨小梁具有较高的拉伸强度;②3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验与数值模拟实验均显示,骨小梁试件受到拉伸破坏时的破坏形式为丝径断裂,不会在骨小梁与钛合金实体的结合面发生断裂;③数值模拟实验中骨小梁试件的拉伸破坏载荷低于3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,造成该差异的原因主要为:3D打印骨小梁试件的丝径(280-350 μm之间)大于骨小梁的理论丝径(142 μm),而孔径(孔隙率75％)小于骨小梁的理论孔径(孔隙率96％).

目的 探讨髋关节翻修术中应用3D打印定制钛合金骨小梁金属(titanium trabecular metal,TTM)臼杯联合植骨重建髋臼骨缺损的早期疗效.方法 回顾性分析2017年2月至2018年8月南京医科大学附属无锡人民医院使用3D打印TTM臼杯联合植骨治疗全髋置换术后骨缺损患者8例.其中男3例,女5例;年龄64～87岁,平均年龄(78.1±7.0)岁.Paprosky髋臼骨缺损ⅡB型2例,ⅡC型1例,ⅢA型3例,ⅢB型2例.采用3D打印技术,根据髋臼骨缺损形态设计并制作TTM臼杯,结合植骨技术,重建髋臼骨缺损.随访时以Harris髋关节评分评估疗效,摄X线片评价假体位置、稳定性和植骨愈合情况.结果 随访18～36个月,平均(25.0±6.1)个月.Harris髋关节评分从术前(36.3±8.5)分提高至末次随访时的(82.8±6.3)分.术后髋关节旋转中心基本位于解剖位置,翻修侧髋关节旋转中心垂直距离与健侧相差(0.5±2.7)mm,水平距离与健侧相差(-2.0±6.1)mm.末次随访假体位置良好,随访期间假体周围未见进行性透亮线,无假体松动、移位及螺钉断裂,植骨愈合良好,无再次翻修病例.结论 应用3D打印TTM臼杯联合植骨进行髋关节翻修重建髋臼骨缺损,可恢复髋关节旋转中心,改善髋关节功能,假体初始稳定性好,近期疗效满意.

背景:钛合金人工假体植入后会产生应力遮挡,破坏该区域内骨组织的力学微环境,影响正常骨重建进程.采用过盈配合方式产生预紧力植入人工假体重建该区域内的力学微环境,达到保证术后中远期骨重建进程,具有重要的理论意义与临床应用价值.目的:分析预紧力对多孔钛合金人工假体骨整合的促进作用.方法:将14只雄性新西兰大白兔分为2组,实验组在右侧后腿股骨髁外侧以过盈配合方式植入1颗3D打印钛合金人工假体,对照组自由饲养,每组7只.术后12周取术侧股骨,进行micro-CT扫描及三维重建,测量假体区域骨密度与骨小梁组织形态学参数.动物实验方案己获天津市医药科学研究所动物伦理委员会批准,批准文号:IMPS-EAEP-Z-2019108-01.结果 与结论:①实验组骨密度明显低于对照组(P＜0.05);②实验组骨体积分数、平均骨小梁厚度及单位长度内平均骨小梁数量少于对照组(P＜0.05),骨表面积比与骨小梁分离度大于对照组(P＜0.05),两组骨小梁各向异性比较差异无显著性意义(P＞0.05);③结果表明,预紧力可促进多孔钛合金人工假体的骨整合,但长入骨组织的结构特征与健康骨相比仍然较差,在术后中远期可能具有较高的骨折风险.