世界各地數以百萬(wan) 計的人通過髖關(guan) 節和膝關(guan) 節置換術重新獲得了活動能力。但是，卻沒有人意識到，自20世紀60年代以來，用於(yu) 此類植入物的材料基本保持不變。

鈦材料最初是為(wei) 火箭設計的，它強度高、耐腐蝕且重量輕，但它與(yu) 人體(ti) 骨骼和組織的匹配度並不高，通常會(hui) 導致植入物失效。

近日，在一項新研究中，美國研究人員展示了使用 3D 打印（也稱為(wei) 增材製造）設計新合金的路線圖。這些合金，由兩(liang) 種或多種金屬元素組成。

研究作者Amit Bandyopadhyay說：“通過 3D 打印，我們(men) 可以重新設計這些具有特定用途的合金，這就是它的美妙之處所在。在未來十年，我們(men) 將看到各種新合金將使用 3D 打印技術進行設計。它不僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 製作形狀的平台，也是一個(ge) 為(wei) 特定應用程序創建新組合的平台。”

舉(ju) 例來說，髖關(guan) 節和膝關(guan) 節植入物植入人體(ti) ，特定部位會(hui) 麵臨(lin) 著被細菌感染的危險。如果能設計出兼容性更好、抗細菌性能極佳的合金，那麽(me) 就能減輕醫生在植入手術過程中的負擔。

此前，工業(ye) 界不願意設計新的合金材料是因為(wei) 成本高昂。但是，3D 打印卻完美地避開了這個(ge) 弱點。它能使技術人員根據需要製作的結構，以及希望具備的功能來定製新材料。與(yu) 此同時，花費的時間更短，成本更低。

研究人員強調，找到成功的合金“配方”後還必須對其進行常規製造工藝的測試，以確保其功能。此外，新合金還需要通過監管審查程序。

該研究論文題為(wei) “Alloy design via additive manufacturing: Advantages, challenges, applications and perspectives”，已發表在Materials Today上。

論文原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702121004314?via%3Dihub