*文章仅用于学术或技术交流、研究或学习之目的。
*仅供医疗专业人士参考。
3DACT Bio技术
问
答
前言
至今，爱康医疗将金属3D打印技术商业化已达15年，其初代金属3D打印解决方案已涵盖了骨科绝大部分领域，成功解决一个又一个临床疑难病例，并提出众多创新临床解决方案。
在初代金属3D打印技术（3D ACT）基础上，爱康医疗持续深耕，创新不断，现已推出第2代金属3D打印技术，即3DACT Bio，这是一种全新的金属3D打印假体处理技术，其实现了金属3D打印植入物，由生物惰性到生物活性功能化的发展突破。
为什么3DACT Bio技术
使金属3D打印植入物具备生物活性功能？
其内在原理及创新性有哪些？
为什么3DACT Bio技术
可实现金属3D打印植入物与骨组织的生物固定？
等等……
在接下来的“『3DACT Bio』一问一答”
系列文章中，将为您揭晓
摘要
3DACT Bio作为3D打印多孔钛植入物的表面处理专利技术，可增强植入物骨整合能力。将3DACT Bio技术应用于 3D 打印的多孔Ti6Al4V植入物，可形成均匀的微孔TiO2和无定形磷酸钙膜层。处理后的植入物极大的提高了植入物的亲水性，促进细胞在其表面的粘附、增殖及分化，显示出显著的磷灰石沉积能力，促进骨整合的发生。
动物模型的体内测试表明，与未处理的植入物相比，经过3DACT Bio处理的植入物表现出接触成骨模式，在植入物的整个表面上原位形成骨，而未经处理的植入物则表现出仅骨形成的远距离成骨模式。在外围，经过3DACT Bio处理的植入物还表现出更强的骨/植入物界面。
经过3DACT Bio技术处理的3D打印多孔钛植入物，可以通过优化骨长入模式和骨/植入物互锁机制，来增强多孔Ti6Al4V假体的骨整合作用。
问题与释义
问题
Q5:
3DACT Bio技术如何促进成熟骨形成并抑制骨吸收？
Q6:
微孔形貌在3DACT Bio技术处理中的作用是什么？
Q7:
3DACT Bio技术如何增强多孔钛种植体的骨整合？
Q8:
推出测试如何证明微孔的有效性？
释义
3DACT Bio：
爱康医疗针对3D打印多孔钛合金骨科植入物，开发的多项表面改性专利技术。在以下文中，简称“Bio”
SBF：
SBF(Simulated body fluid)是一种脱细胞、无蛋白质、过饱和的磷酸钙溶液，其离子组成几乎与人血浆相同，是目前体外模拟最常用的溶液。
MSC：
MSC(Mesenchymal stem cell) 间充质干细胞，是具有自我更新能力和来源于中胚层的多能成体干细胞，可分化成多种细胞类型，如软骨细胞、脂肪细胞、成骨细胞和其他细胞类型，因此被用于许多类型的研究。
ALP：
ALP(Alkaline phosphatase) 碱性磷酸酶，其活性是最广泛认可的成骨细胞活性标记，是成骨细胞表型和成骨细胞分化的典型蛋白质产物。
RANKL/OPG：
RANKL(Receptor activator of nuclear factor-κB ligand) 核因子κB受体活化因子配体/OPG(Osteoclastogenesis inhibitory factor)骨保护素。OPG与RANKL竞争性结合RANK，抑制破骨细胞分化和细胞功能，因此，RANKL/OPG的比值可提示骨吸收过程的状态，比值减小提示骨吸收抑制，比值增大提示骨吸收亢进。
Q
&
A
『3DACT Bio』问答（下）
Q5
3DACT Bio技术如何促进成熟骨形成并抑制骨吸收？
Bio通过多种机制促进成熟骨形成并抑制骨吸收。经过Bio处理的植入物可增强骨内生长和骨外生长，从而在种植体周围区域和支架内形成更广泛的骨形成。与未处理组相比，Bio处理组种植体周围区域和支架内的骨分数显着更高。这表明Bio处理增强了多孔Ti6Al4V支架的骨内生长和外生长。
与传统钛合金植入物相比，Bio还会在周围组织中引发更高水平的成骨细胞基因表达。Bio处理的支架表面上MSC的快速募集促进了细胞增殖和ALP活性，表明成骨作用增强。此外，Bio处理的植入物可以在早期愈合过程中诱导较高的RANKL/OPG比率，从而促进其表面骨的成熟，并且在后期，高水平的OPG表达随之而来并减慢破骨细胞的活性。这种骨吸收的抑制有助于促进Bio处理的支架表面成熟骨的形成。
Q6
微孔形貌在3DACT Bio技术处理中的作用是什么？
经Bio处理产生的微孔形貌对于提高骨/种植体界面的粘合强度起着至关重要的作用。Bio工艺涉及高电位下电解质中植入物的原位Ca/P等生物活性物质的沉积，在植入物表面膜层上形成大量微孔结构。这些微孔容纳球状骨基质，充当粘合上层骨组织的锚定点。Bio表面的微孔形貌允许骨组织互锁，从而在分离过程中产生更强的结合力。与普通的钛合金表面相比，经Bio处理的植入物表面的微孔提供了明显更大的粘合接触面积，从而产生更强的骨粘合机制。
Bio技术处理的植入物更具亲水性
3DACT Bio专利技术
Q7
3DACT Bio技术如何增强多孔钛种植体的骨整合？
Bio技术通过多种机制增强多孔钛植入物的骨整合。Bio技术在阀金属（例如Ti）上原位生成具有氧化物膜层，并在氧化物上产生大量微孔结构，在此过程中，钙和磷等生物活性物质可以从电解质中融入膜层中。
已有研究表明，经过表面处理的植入物周围的骨愈合中，成骨基因表达水平明显高于机械加工的种植体，并且氧化植入物可以更快、更强地融入骨中。Bio处理通过促进接触成骨来增强骨整合，其中骨形成直接发生在植入物表面。
与未经处理的植入物相比，经Bio处理的支架在植入物周围区域表现出显著更高的骨形成，植入物更早融合固定。Bio处理还促进成熟骨形成并抑制植入物表面的骨吸收，从而增强成骨作用。Bio产生的微孔为骨结合提供了更大的接触面积，对于在植入物和骨骼之间产生更强的结合力起着至关重要的作用。
Bio技术处理还通过促进成熟骨形成和抑制其表面骨吸收来增强成骨作用。与机加工植入物相比，经过Bio技术处理的植入物可以在其表面快速募集MSC，并在周围组织中引发更高水平的成骨细胞基因表达。
Q8
推出测试如何证明微孔的有效性？
推出测试证明了微孔在增强骨/种植体互锁方面的有效性。研究测量种植体表面的生物固定强度，并比较不同组之间产生位移所需的力。与未经处理的支架相比，经Bio技术处理的具有微孔形貌的支架表现出显著更高的推出力。Bio技术处理的支架的位移曲线更陡，表明它们需要更高的力才能产生类似的位移。对照组的推出力约为380±19.6N，而Bio处理后增加至520±15.0N。
推出测试中观察到的增强的生物固定强度可归因于Bio技术涂层的微孔形貌。微孔容纳球状骨基质，并且经常被破裂的骨组织附着，从而形成骨/种植体互锁。微孔表面为种植体表面和覆盖的骨组织之间的粘合提供了更大的接触面积，从而形成更强的骨粘合机制。该机制其中每个微孔都有相应的球状骨基质，充当上层骨组织粘合的锚定点。
Q1:
Q2:
Q3:
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