Page 44 - 《中国医疗器械杂志》2025年第6期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2025年 第49卷 第6期

综 合 评 述

续表
产品 平均孔径/μm 孔隙率（%） 弹性模量/GPa 结构类型 材质
增材制造椎间融合器 — 与松质骨相近 仿骨小梁 钽
华翔医疗 68~78
3D打印多孔钽融合器 [19] 400~500 70.5 1.6±0.2 菱形十二面体 钽
3D打印PEEK融合器 [16] 400~500 80 0.2~0.32 三周期极小曲面结构 PEEK
异质孔隙化融合器 [11] 200~400 — 1.09~6.71 类钻石结构 钛合金
3 总结与展望 meta-analysis update[J]. Exp Ther Med, 2024, 28(1): 290.
[4] 窦新雨, 刘宇, 刘啸, 等. 小尾寒羊颈椎前路椎间盘切除
近年来，随着3D打印技术的快速发展，椎间 融合模型的建立及评估[J]. 中国实验动物学报, 2024,
32(2): 139-150.
融合器的设计和制造取得了突破性进展。从材料选
[5] CONG B, ZHANG H G. Innovative 3D printing
择、成型工艺到多孔结构与外形设计，3D打印椎 technologies and advanced materials revolutionizing
间融合器展现出显著优势。其中，钛合金依然是当 orthopedic surgery: current applications and future
前应用最广泛的材料，其卓越的生物相容性及高精 directions[J]. Front Bioeng Biotechnol, 2025, 13:
1542179.
度打印特性使之成为3D打印椎间融合器设计的首
[6] CHANG S Y, KANG D H, CHO S K. Innovative
选；与此同时，PEEK和PEKK等高分子材料逐渐 developments in lumbar interbody cage materials and
成为金属材料的重要补充，为进一步降低应力遮蔽 design: a comprehensive narrative review[J]. Asian Spine
以及沉陷风险提供了可能性；而新型复合材料与可 J, 2024, 18(3): 444-457.
[7] GOU C Y, ZHANG Y T, NIE G H, et al. Research
降解材料的不断探索，则为下一代融合器的发展提
progress on three-dimensional printed interbody fusion
供了更丰富的选择与潜力。此外，3D打印技术的 cage[J]. J Biomed Eng, 2021, 38(5): 1018-1027.
应用推动了融合器复杂结构设计的发展，融合器结 [8] DOU X Y, LIU X, LIU Y, et al. Biomimetic porous
构设计日趋多样化，不再拘泥于传统造型，各式创 Ti6Al4V implants: a novel interbody fusion cage via
新结构不断涌现，更好地满足了融合器的功能性和 GEL‐casting technique to promote spine fusion[J]. Adv
Healthc Mater, 2024, 13(27): e2400550.
临床应用需求。
[9] SONG F C, WANG L L, ZHANG Y H, et al. Design of
3D打印椎间融合器的研究与应用仍面临诸多 an ultra-low modulus 3D printed titanium bio-
挑战。首先，金属材料的融合器在临床应用中仍然 metamaterials for bone replacement[J]. Addit Manuf
存在沉陷现象，需要对融合器的外形和多孔结构进 Front, 2025, 4(1): 200197.
[10] YU D, WU S, BAO S, et al. Effect of sandblasting
行优化设计，以提升融合器与椎体的接触面积以及
process on 3D printed intervertebral cage[J]. 3D Print
进一步降低应力遮蔽效应。其次，非金属材料、复 Addit Manuf, 2024, 11(4): e582-e592.
合材料以及可降解材料的融合器普遍打印精度较 [11] PEI X, WANG L N, WU L N, et al. Heterogeneous
差，限制了这类融合器的设计多样性，需要进一步 porosity design triggered stress reorganization to avoid
intervertebral cage subsidence and promote spinal
提升打印工艺。最后，对于3D打印椎间融合器多
fusion[J]. Compos Struct, 2023, 323: 117516.
孔结构的最优设计参数尚不明晰，仍需开展系统的 [12] MATSUGAKI A, ITO M, KOBAYASHI Y, et al.
试验研究予以进一步明确。 Innovative design of bone quality-targeted intervertebral
spacer: accelerated functional fusion guiding oriented
collagen and apatite microstructure without autologous
参考文献
[1] LEE J J, JACOME F P, HILTZIK D M, et al. Evolution bone graft[J]. Spine J, 2023, 23(4): 609-620.
of titanium interbody cages and current uses of 3D printed [13] LUO L, LI J, LIN Z, et al. Anisotropic biomimetic
titanium in spine fusion surgery[J]. Curr Rev trabecular porous three-dimensional-printed ti-6al-4v
Musculoskelet Med, 2025, 18(12): 635-644. cage for lumbar interbody fusion[J]. Mater Des, 2023,
[2] LI G S, YANG L, WU G, et al. An update of interbody 233: 112254.
cages for spine fusion surgeries: from shape design to [14] SUN J, LIU S S, ZOU D, et al. A novel porous interbody
materials[J]. Expert Rev Med Devices, 2023, 19(12): 977- fusion cage modified by microarc oxidation and
989. hydrothermal treatment technology accelerate
[3] ZHAI W J, LIU L, GAO Y H, et al. Application of 3D- osseointegration and spinal fusion in sheep[J]. RSC Adv,
printed porous titanium interbody fusion cage vs. 2024, 14(44): 31966-31978.
Polyether ether ketone interbody fusion cage in anterior [15] BASGUL C, YU T, MACDONALD D W, et al.
cervical discectomy and fusion: a systematic review and Structure-property relationships for 3D printed PEEK

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