我國(guó)3D打印鈦合金已廣泛應(yīng)用于臨床

3D打印用金屬粉末材料包括鈦合金、鋁合金、青銅合金、鎳合金等，鈦合金粉末在金屬零件3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中是最重要的一環(huán)，也是最大的價(jià)值所在。電極感應(yīng)氣霧化法是目前世界上工業(yè)化生產(chǎn)鈦合金粉末的主要方法之一，也是國(guó)內(nèi)批量化工業(yè)生產(chǎn)3D激光打印用球形鈦合金粉末的唯一方法。

日前，攀鋼研究院鈦金屬技術(shù)研究所增材制造項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)完成了氬氣站的建設(shè)和霧化設(shè)備的匹配性調(diào)試工作。這標(biāo)志著該院在3D打印用球形鈦合金粉末制備技術(shù)攻關(guān)取得階段性進(jìn)展，為球形鈦及鈦合金粉末產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。氣霧化的基本原理是用高速氣流，將液態(tài)金屬流破碎成小液滴并凝固成粉末的過(guò)程。其制備的粉末具有純度高、氧含量低、粉末粒度可控、生產(chǎn)成本低以及球形度高等優(yōu)點(diǎn)。

2015年，攀鋼研究院鈦金屬技術(shù)研究所開(kāi)始籌備建設(shè)3D打印用球形鈦及鈦合金粉末制備平臺(tái)；2016年完成了氣霧化設(shè)備的基礎(chǔ)配套和安裝調(diào)試；2017年通過(guò)系統(tǒng)研究，對(duì)氣霧化設(shè)備進(jìn)行了初步改造，打通了氣霧化制備球形鈦及鈦合金粉末工藝流程，得到了質(zhì)量穩(wěn)定的合格產(chǎn)品，整體技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平；2018年在激光打印用球形鈦合金粉末制備方面取得突破。

2019年，李先生在武漢大學(xué)口腔醫(yī)院被檢查出右下牙齦細(xì)胞癌，隨即接受了右下頜骨部分切除手術(shù)。術(shù)后，老人身體恢復(fù)得比較好。但由于右側(cè)面部塌陷、長(zhǎng)期缺牙，他無(wú)法正常咀嚼，嚴(yán)重影響進(jìn)食。一年半后，老人在兒子陪同下來(lái)到武漢大學(xué)口腔醫(yī)院，希望醫(yī)生能修復(fù)其右下頜骨缺損處。該院口腔頜面頭頸腫瘤外科副主任賈俊教授介紹，考慮到李先生的年紀(jì)及身體耐受度，如取自體骨移植，手術(shù)創(chuàng)傷較大，后期恢復(fù)速度更慢，而且手術(shù)整體費(fèi)用偏高。于是，賈俊向李先生介紹了自己團(tuán)隊(duì)參與的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目“3D打印鈦合金技術(shù)”，可為其修復(fù)右下頜骨，李先生及家屬表示同意。4月22日，通過(guò)了外形、結(jié)構(gòu)、力學(xué)強(qiáng)度等全方面考核的3D打印鈦合金“下頜骨”被移植到李先生右下頜骨缺損處，手術(shù)僅用了兩個(gè)小時(shí)。李先生術(shù)后恢復(fù)情況良好，并與4月30日出院。賈俊介紹，鈦合金材料具有很好的生物相容性，在人體沒(méi)有出現(xiàn)排異的情況下，可以長(zhǎng)期保留在體內(nèi)。這種材料常應(yīng)用于髖關(guān)節(jié)置換、脊椎椎體置換及種植牙的種植體。這樣，手術(shù)時(shí)間大大縮短，并能為患者進(jìn)行更精準(zhǔn)和個(gè)性化的設(shè)計(jì)，為其減輕痛苦?；颊呤欠窨梢曰謴?fù)正常功能及術(shù)前的外形狀態(tài)？賈俊表示，修復(fù)患者下頜骨缺損處是第一步，讓患者外形上得以對(duì)稱，并讓非病變側(cè)的牙齒達(dá)到正常咬合。后期，還要在植入的鈦合金“下頜骨”上安裝假牙，重建正常咬合功能。