3D打印多孔钛合金骨科应用基础与转化研究

3D打印技术的应用可以实现多孔钛合金材料的准确空间构型设计与制造，制备出外形仿真、内部结构可控的个性化金属骨骼，加速了多孔钛合金材料在骨科和相关领域的研究与应用。作者团队长期从事3D打印多孔钛合金材料骨替代修复的应用基础研究工作，研究内容涵盖多孔钛合金材料设计制备、材料本体属性、材料表面改性、材料生物相容性、材料生物力学和材料大动物评价等临床前全过程研究评价。

郭征教授、主任医师、博士研究生导师。空军军医大学（原第四军医大学）唐都骨科医院院长、骨科主任，全军骨肿瘤研究所所长。 现任中华医学会医学工程学分会数字骨科学组组长，中国抗癌协会骨肿瘤与骨转移瘤专业委员会副主任委员，中国抗癌协会肉瘤专业委员会骨盆学组组长，全军骨科学会骨肿瘤专业委员会副主任委员等。 目前是国家重点研发计划项目（新一代脊柱生物材料与植入器械的临床及临床转化研究，课题编号：2017YFC1104901）首席科学家，哈佛大学麻省总医院骨肿瘤研究中心讲座教授，承担国家科技部863计划项目3项、国家自然科学基金6项、军队及省部级课题6项，获国家科技进步一等奖1项（第二完成人），获军队医疗成果一等奖和陕西省科学技术一等奖各1项（第一完成人)，获国家发明专利授权12项。发表论文173篇（其中SCI论文68篇），主编及参编专著8部。培养博士后2名、博士21名、硕士23名，被评为第四军医大学“精品课教员”。 临床研究方向包括数字技术（导航、3D打印、机器人）辅助骨肿瘤外科治疗及骨科新型生物材料与植入器械创新研发，倡导骨肿瘤精准外科治疗理念与技术应用，2014年领衔完成世界首例3D打印钛合金个性化锁骨和肩胛骨假体植入手术，开创3D打印个性化假体临床应用先河。先后荣立个人二等功1次、三等功4次，2015年被原陕西省卫生和计划生育委员会授予“三秦好看医生”称号，2019年获军队优秀专业技术人才一类岗位津贴。

上篇3D打印多孔钛合金骨科应用基础
第1章3D打印多孔钛合金的概念、发展历史及骨科应用价值3
第一节概念及发展历史3
第二节特性和优势6
第三节3D打印多孔钛合金材料的骨科应用价值6
第2章3D打印多孔钛合金材料的结构设计与影响9
第一节孔型设计及分类9
第二节3D打印多孔钛合金材料组织和力学性能12
第三节钛合金多孔材料腐蚀性能21
第四节孔径大小对骨长入的影响24
第3章3D打印多孔钛合金材料的制备技术27
第一节不同制备技术简介27
第二节各类制备技术的优缺点29
第三节3D打印多孔钛合金关键制备技术要点29
第4章多孔钛合金材料表面改性方法及材料生物学评价方法32
第一节金属材料表面改性的意义和目的32
第二节金属材料表面改性方法概述33
第三节3D打印多孔钛合金体外生物学评价简介35
中篇3D打印多孔钛合金骨科临床前研究
第5章多孔钛合金椎间融合器的设计制备及实验研究43
第一节研究背景简介43
第二节多孔钛合金椎间融合器设计制备与表征44
第三节羊颈椎前路椎间盘切除椎间融合内固定术模型的建立47
第四节羊颈椎椎间融合器骨长入效应及生物力学研究50
第6章多孔钛合金股骨头支撑棒的设计制备及其治疗效应研究60
第一节研究背景简介60
第二节多孔钛合金股骨头支撑棒的设计制备与表征61
第三节羊股骨头坏死动物模型的建立67
第四节羊股骨头支撑棒的骨长入生物学效应研究75
第7章多孔钛合金支架表面仿生羟基磷灰石涂层的生物学效应评价85
第一节研究背景简介85
第二节多孔钛合金支架表面仿生羟基磷灰石涂层制备与表征86
第三节体外细胞学及分子生物学评价90
第四节动物体内生物学效应评价96
第8章生物活性镁涂层修饰多孔Ti-6Al-4V支架成骨及血管化效应研究101
第一节研究背景简介101
第二节多孔钛合金支架表面镁涂层制备与表征101
第三节体外细胞学及分子生物学评价104
第四节动物体内成骨及成血管效应评价115
第9章多孔钛合金表面压电陶瓷涂层修饰的成骨及成血管效应评价123
第一节研究背景简介123
第二节多孔钛合金支架表面钛酸钡压电陶瓷涂层制备124
第三节体外细胞学及分子生物学评价129
第四节动物体内成骨及成血管效应评价137
下篇3D打印多孔钛合金假体临床转化与监管
第10章3D打印多孔钛合金个性化定制假体临床应用场景149
第一节3D打印多孔钛合金个性化定制长骨节段性假体149
第二节3D打印多孔钛合金个性化定制人工椎体153
第三节3D打印多孔钛合金个性化定制骨盆区假体158
第四节3D打印多孔钛合金个性化定制其他类型假体163
第11章3D打印个性化定制假体应用准入与监管167
第一节3D打印个性化定制假体临床应用相关法规167
第二节3D打印个性化医疗器械技术审查指导原则体系169
第三节3D打印个性化定制假体及其配套工具医工交互路线方法171
第四节3D打印个性化定制假体及其配套工具医工交互质量控制173
第五节3D打印个性化定制假体质量体系特殊要求176