據(jù)統(tǒng)計，每6個人中就有1個人可能會患上關(guān)節(jié)炎，這是一種痛苦且難以治療的疾病，但現(xiàn)在有了新的解決方法。德國研究機構(gòu)弗勞恩霍夫旗下的5個研究所共同合作，正在開發(fā)可針對患者進行個性化定制的3D打印手指關(guān)節(jié)植入物。

目前，對于治療手部關(guān)節(jié)炎和類似疾病，治療方法是有限的。由于關(guān)節(jié)會融合，如果要使用植入物，目前市場上有兩種選擇：硅膠植入物，它通常很快就會松動，或者基本標準植入物，只有特定尺寸可供選擇，不允許充分運動。因此，急需一個完美貼合的解決方案，不會滑出位置并恢復以前的活動水平 - 即個性化植入物。

植入物采用粘結(jié)劑噴射3D打印工藝生產(chǎn)，采用鈦粉末作為材料，圖片來自：弗勞恩霍夫 IAPT

該團隊首先開發(fā)了一款基于人工智能的軟件，該軟件能夠?qū)⒍SX射線圖像轉(zhuǎn)換為手指骨骼的三維模型，并糾正手指的任何錯位。隨后研究人員使用AI從手指模型中推導出個性化的植入物設(shè)計，并將其發(fā)送至3D打印。

在這里，選擇使用了金屬粘合劑噴射3D打印工藝來生產(chǎn)，使用的是鈦合金粉末材料，打印完成后再把植入物進行燒結(jié)，獲得最終的產(chǎn)品。

類風濕性關(guān)節(jié)炎：即使手指嚴重彎曲的患者也可以通過3D打印植入物獲得最佳治療，圖片來自： iStock/威爾西

軟件上，基于AI從2D圖像到3D植入物的設(shè)計是該團隊開發(fā)的全新技術(shù)，現(xiàn)在正在申請專利。工藝上，弗勞恩霍夫選擇了使用金屬粘合劑噴射來生產(chǎn)手指植入物，這一技術(shù)因為無需支撐，不僅可以大大減少后處理的工作量，還能滿足對設(shè)計促進其生長和融入骨骼復雜結(jié)構(gòu)的打印需求。材料上，除了可以使用鈦等金屬外，還可以使用陶瓷材料，這些材料通過粉漿澆鑄加工，這是一種特殊的石膏模鑄造工藝。

基于弗勞恩霍夫的個性化3D打印植入物，在未來，除了解決風濕關(guān)節(jié)炎的難題外，即使對于嚴重彎曲的手指、缺失的骨骼部分或非常小的關(guān)節(jié)等復雜病例，也有可能提供有效的治療。

據(jù)研究團隊稱，下一步是獲得批準并尋求企業(yè)合作將產(chǎn)品推向市場，并希望創(chuàng)建一個“基于人工智能的個性化植入物開發(fā)和認證合規(guī)評估中心”。

據(jù)統(tǒng)計，每6個人中就有1個人可能會患上關(guān)節(jié)炎，這是一種痛苦且難以治療的疾病，但現(xiàn)在有了新的解決方法。德國研究機構(gòu)弗勞恩霍夫旗下的5個研究所共同合作，正在開發(fā)可針對患者進行個性化定制的3D打印手指關(guān)節(jié)植入物。

目前，對于治療手部關(guān)節(jié)炎和類似疾病，治療方法是有限的。由于關(guān)節(jié)會融合，如果要使用植入物，目前市場上有兩種選擇：硅膠植入物，它通常很快就會松動，或者基本標準植入物，只有特定尺寸可供選擇，不允許充分運動。因此，急需一個完美貼合的解決方案，不會滑出位置并恢復以前的活動水平 - 即個性化植入物。

植入物采用粘結(jié)劑噴射3D打印工藝生產(chǎn)，采用鈦粉末作為材料，圖片來自：弗勞恩霍夫 IAPT

該團隊首先開發(fā)了一款基于人工智能的軟件，該軟件能夠?qū)⒍SX射線圖像轉(zhuǎn)換為手指骨骼的三維模型，并糾正手指的任何錯位。隨后研究人員使用AI從手指模型中推導出個性化的植入物設(shè)計，并將其發(fā)送至3D打印。

在這里，選擇使用了金屬粘合劑噴射3D打印工藝來生產(chǎn)，使用的是鈦合金粉末材料，打印完成后再把植入物進行燒結(jié)，獲得最終的產(chǎn)品。

類風濕性關(guān)節(jié)炎：即使手指嚴重彎曲的患者也可以通過3D打印植入物獲得最佳治療，圖片來自： iStock/威爾西

軟件上，基于AI從2D圖像到3D植入物的設(shè)計是該團隊開發(fā)的全新技術(shù)，現(xiàn)在正在申請專利。工藝上，弗勞恩霍夫選擇了使用金屬粘合劑噴射來生產(chǎn)手指植入物，這一技術(shù)因為無需支撐，不僅可以大大減少后處理的工作量，還能滿足對設(shè)計促進其生長和融入骨骼復雜結(jié)構(gòu)的打印需求。材料上，除了可以使用鈦等金屬外，還可以使用陶瓷材料，這些材料通過粉漿澆鑄加工，這是一種特殊的石膏模鑄造工藝。

基于弗勞恩霍夫的個性化3D打印植入物，在未來，除了解決風濕關(guān)節(jié)炎的難題外，即使對于嚴重彎曲的手指、缺失的骨骼部分或非常小的關(guān)節(jié)等復雜病例，也有可能提供有效的治療。

據(jù)研究團隊稱，下一步是獲得批準并尋求企業(yè)合作將產(chǎn)品推向市場，并希望創(chuàng)建一個“基于人工智能的個性化植入物開發(fā)和認證合規(guī)評估中心”。