由於(yu) 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(guan) 注。近日，英國斯旺西（Swansea）大學的科學家們(men) 開發出了一種新型材料，有助於(yu) 改善和加速使用3D打印膝關(guan) 節植入物來替代受損軟骨。

使用這種名為(wei) Samsonium的新材料，科學家們(men) 正在謀求對3D打印技術進行更大的改進。Samsonium可用於(yu) 3D打印，使用該材料3D打印的膝關(guan) 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，並能夠抑製細菌生長，而且無毒性。

從(cong) 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，並能夠逐步取代膠原纖維和基質（軟骨細胞內(nei) 的），而這兩(liang) 者通常會(hui) 由於(yu) 關(guan) 節炎的侵染，需要進行更換。

這種材料是用最純淨的尼龍6/9、尼龍6和尼龍6T經過結晶優(you) 化處理之後，再經過一次後處理來增加其在3D打印過程中的粘性之後生成的。

科學家們(men) 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(you) 越的性能可以勝任很多方麵的應用。我們(men) 最開始是想開發出一種專(zhuan) 門的材料用於(yu) 製造高強度低重量的衛星部件，並將其用在一個(ge) 軌道製造項目中。”負責開發這種新材料的Daniel J. Thomas博士稱，“然而，在我們(men) 確定它具有超高效的滑移性能和衝(chong) 擊吸收特性之後，我們(men) 進行了重新設計，使它成為(wei) 一種低成本關(guan) 節炎治療材料。該材料高強度的秘密在於(yu) 增加了鈦6/4，這些數以百萬(wan) 計的個(ge) 體(ti) 粘合劑將它的強度提升了25％。”

將該材料的這些優(you) 異性能用於(yu) 醫療植入物對於(yu) 研究團隊來說是一個(ge) 令人振奮的突破。據了解，對於(yu) 膝關(guan) 節置換和植入物的研究已經經曆了很長一段時間，而像Samsonium這樣的材料的出現對於(yu) 醫療界來說具有關(guan) 鍵性的意義(yi) ，這種材料在壓力下不會(hui) 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(you) 異的負載能力之外，這種3D打印材料也是安全的，因為(wei) 它符合ECHA歐洲化學品管理局關(guan) 於(yu) “REACH”的定義(yi) 與(yu) 要求。

“在研究中，我們(men) 製作了一個(ge) 軟骨關(guan) 節的植入物樣品進行測試。我們(men) 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(guan) 節植入物樣品。”Thomas說。

“這往往比骨頭置換更困難，因為(wei) 這些部件必須準確地遵循現有的內(nei) 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(men) 自己必須具有足夠的強度才能保持關(guan) 節不會(hui) 再壓力之下錯位，而且最重要的是，它需要在長達30年或更長的時間裏提供一個(ge) 光滑的表麵，以匹配對應的軟骨表麵。”

在製備植入物的時候，該研究團隊首先掃描病人的膝蓋，並使用Mimics軟件生成3D打印植入物。這種植入物不僅(jin) 更為(wei) 便宜，而且屬於(yu) 量身定製。

“在一個(ge) 小時之內(nei) 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(hui) 分裂、脫層，斷裂或撕裂。不過它們(men) 經過了五次高壓滅菌程序，之後仍然沒有出現變形。