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实测:3D打印PEEK与钛合金做为颅骨修补材料优劣对比

2017-09-27 11:35:27 一迈智能 阅读

9月20日播出的《走近科学》材料新说节目中,通过西安交大第一附属医院神经外科的王茂德教授为患者老唐进行的颅骨修补手术,为我们详细介绍了聚醚醚酮(PEEK)颅骨修补材料的优良性能。


本期的患者为年过六旬的老唐,两年前因脑出血抢救时降低颅内压而取下一部分颅骨,虽然现在恢复的不错,但颅骨缺损仍然对老唐的生活和心理有一定的影响,故王茂德教授决心把老唐缺损的头骨补回去。


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手术团队考虑到老唐有脑出血病史,以后很难避免不做头部检查,如果用金属钛板修补,可能在做磁共振时候出现射频效应,它会局部发烧,或者把周围的组织灼伤。经过和西安交通大学材料系老师的合作,他们找到了一种抗压、抗砸、抗高温的新型材料,叫聚醚醚酮材料。聚醚醚酮材料做成的颅骨修补可以把病人原始的曲率完全重现,包括脸部,颧弓部都可以达到完美的严丝合缝。


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为了更好的看清钛网板与PEEK材料的差异,记者和西安康拓医疗胡立人做了一系列的实验。在外来冲击实验中,钛网在受到金属球的撞击后明显砸了一个坑,而由聚醚醚酮材料制成的骨板却丝毫没有发生变形。


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在抗压实验中,记者手握榔头对着PEEK骨板猛烈敲打,就算是垫骨板的石板都已被劈成两半,PEEK骨板依然坚如磐石,这不禁让记者朋友叹为观止。


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在随后的拉伸测验中,聚醚醚酮材料再一次展示了它优异的生物力学特性,即使是在拉力机极限的5000牛顿的拉力下,它的长短,粗细没有发生任何变化,反观钛网,在100牛顿的拉力下花纹变形已经非常明显。


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为了更好的了解聚醚醚酮的特性,王茂德教授和胡立人找到了西安交通大学材料科学与工程学院的宋月贤老师,宋月贤老师表示聚醚醚酮属于特种高分子材料,拉伸强度高,生物相容性良好。


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在王茂德教授的小白鼠测验以及专业机构的测试下,聚醚醚酮材料都顺利的通过了检验,这种材料用于颅骨修补能解决老唐现在的问题,也不会影响他以后的生活,就医。治疗团队决定马上着手准备。


为了获得和老唐头部缺失的颅骨一模一样的头部材料,胡立人利用聚醚醚酮材料以及3D打印技术制作了骨板,在嵌合性和平滑度上都非常的优良,完全没有突出和凹陷,3D打印的弧度与对侧也是完全对称。


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提前一天,补头材料已经送到医院进行消毒和清洗,PEEK骨板耐高温,没有特别的清洗要求。最后PEEK骨板送进了灭菌消毒柜,等待着第二天的手术。


最终老唐顺利的完成了手术,在复查的过程中,经过核磁共振发现,聚醚醚酮骨板完全克服了金属伪影,核磁共振图像非常清晰,结构非常清楚,医生和患者都非常满意。


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