可替代鈦合金，Lithoz陶瓷3D打印頜骨植入物首次植入人體

2024年7月7日，南極熊獲悉，奧地利開普勒大學醫(yī)院的外科醫(yī)生已成功將 3D 打印的陶瓷頜骨植入患者體內(nèi)，這是陶瓷材料首次應用于此類手術。雖然 3D 打印植入物已在之前的手術中使用，但主要是鈦合金，這項關于陶瓷3D 打印的創(chuàng)新具有獨特的優(yōu)勢。

頜骨萎縮是一種由于牙齒脫落導致頜骨退化的疾病，傳統(tǒng)假牙無法使用，這種疾病不僅會影響老年患者，還會影響患有嚴重牙齒疾病的年輕人。對于嚴重萎縮的患者，傳統(tǒng)治療通常需要多次手術和骨移植，而許多老年患者出于健康考慮無法接受這些治療。相反，這種新型植入物只需要一次手術，而且愈合時間縮短了 75%，創(chuàng)傷最小化。

這種植入物由生物相容性的氧化鋯制成，根據(jù)患者的身體結構量身定制，確保定制貼合，這是傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的品質。

△氧化鋯骨膜下植入物。圖片由 Lithoz 提供。

該項目由 19 個跨學科合作伙伴共同努力，由奧地利自動化和機器人專家Profactor牽頭，并由歐盟“地平線2020”計劃資助。該項目旨在開發(fā)針對不同年齡相關病癥的 3D 打印患者專用植入物，以其先進的陶瓷 3D 打印技術而聞名的奧地利公司Lithoz在制造植入物方面發(fā)揮了關鍵作用。

負責設計該植入物的是維也納醫(yī)科大學的醫(yī)學物理和生物醫(yī)學工程中心，西班牙BTI 生物技術研究所和德國BioMed 創(chuàng)新中心也做出了重要貢獻。INKplant 項目是一項歐洲計劃，旨在通過 3D 打印推動個性化醫(yī)療，整合所有這些不同的專業(yè)知識，打造醫(yī)療解決方案。

Lithoz 的基于光刻技術的陶瓷制造(LCM) 技術對于制造高精度、定制化的植入物至關重要。這種方法允許高度的設計自由，從而可以根據(jù)個別患者的具體需求定制植入物。此外，通過使用氧化鋯（一種以強度高和與人體相容性好而聞名的陶瓷），Lithoz 表示植入物可以與患者的頜骨無縫結合。氧化鋯自 1980 年代起便用于醫(yī)療植入物，自 2000 年代初起用于牙科，由于其耐用性和與骨組織良好結合的能力，氧化鋯在醫(yī)學上已證明了其價值。

第一位病人

接受 3D 打印陶瓷植入物的患者面臨重大挑戰(zhàn)。由于健康狀況不佳，他失去了許多牙科植入物和骨移植，無法進行包括手術在內(nèi)的進一步常規(guī)治療。在用盡其他選擇后，由于嚴重的疤痕問題，他出于同情接受了新的植入物。他被轉介給林茨開普勒大學醫(yī)院的醫(yī)學和牙科外科醫(yī)生 Christoph Staudigl。

△DDr.Christoph Staudigl 和 Michael-Malek 博士。圖片由開普勒大學診所提供。

Staudigl 決定繼續(xù)進行這項創(chuàng)新手術。維也納醫(yī)科大學醫(yī)學物理和生物醫(yī)學工程中心與 Staudigl 合作率先進行了定制設計。手術在一次手術中完成。盡管存在一些預期的傷口愈合問題，但植入物在 60 天后顯示出臨床穩(wěn)定性，并且與鈦相比，氧化鋯具有更好的軟組織相容性。此外，它還展示了其更廣泛應用的潛力。

3D 打印頜骨植入物通常使用鈦合金材料，此次手術是首次使用 3D 打印陶瓷骨膜下頜骨植入物，讓我們看到了醫(yī)學領域新的重大進展。例如，在2012 年荷蘭一名 83 歲的婦女接受了 3D 打印鈦下頜骨植入物，這是鈦植入物首次此類手術。此后，許多手術都使用 3D 打印鈦植入物進行頜骨重建，特別是針對患有腫瘤或嚴重創(chuàng)傷的患者。2017 年，威爾士莫里斯頓醫(yī)院進行了首例頜骨重建手術，將傳統(tǒng)骨移植與 3D 打印鈦植入物相結合。隨后，在 2022 年，一名患有頭頸癌的患者接受了定制的3D 打印鈦下頜骨植入物。

△手術涂藥器上的氧化鋯骨膜下植入物。圖片由 Lithoz 提供。

3D 打印鈦合金頜骨植入物是之前手術的標準。然而，此次使用陶瓷頜骨植入物的成功手術標志著醫(yī)療技術的重大進步。它為牙科和頜面外科的未來發(fā)展奠定了基礎，消除了骨移植的需要并縮短了恢復時間。目前正在準備進行臨床試驗，以系統(tǒng)地驗證植入物的有效性，該植入物將獲得專利并被用作醫(yī)療器械。雖然此次手術中使用的植入物是由 Lithoz 開發(fā)和制造的，但未來的植入物將由BioMed Centre 的子公司Agensmed使用 Lithoz 3D 打印機制造。此次試驗旨在確保植入物的可靠性和安全性，以便廣泛用于臨床。