3D打印骨小梁髋关节假体材料在体骨修复及离子析出中的应用

摘要

目的 研究3D打印骨小梁髋关节假体的骨整合性能、局部组织反应及体内释放的主要金属离子的风险,为类似3D打印器械的临床前评价提供思路与实例.方法 选取49只成年日本大耳白兔构建股骨骨缺损模型后随机分为3组,实验组将3D打印骨小梁髋关节假体材料样品植入两侧股骨缺损区,对照组植入钛基材,假手术组不植入任何材料,于植入术后12、26周观察并取材,通过大体病理、硬组织切片染色等方法观察缺损处新骨形成、骨修复及局部组织反应情况,采用电感耦合等离子体发射光谱法检测实验动物外周血、肝、肾及肌肉组织中的钛、铝、钒金属离子浓度.结果 各实验组孔口处均见大量新生骨覆盖,未见股骨断裂、脓肿、出血或其他异常;组织学观察,实验组样品界面上可见大量新骨形成,部分区域骨与材料紧密结合,而对照组骨缺损区域新骨形成量较少,材料与骨之间仍可见明显间隙.实验组的组织反应与对照组相似,按GB/T 16886.6标准均可判定为无刺激.各取材时间点3组体内钛、铝、钒的析出量比较无显著差异,析出的金属离子以铝为主,钛和钒析出较少.结论 3D打印钛金属骨小梁髋关节假体材料具有较好的骨整合性能,且局部炎症反应轻,金属离子整体析出较少,但是,相对多的铝离子析出是否会影响其相容性与安全性应该在后续评价中加以考虑.