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如果把比骨骼更为坚硬的材料植入人体，那么更为坚硬的植入物材料将承担更大的应力，而骨骼承担的应力减少，这种现象会到导致人体骨组织体积和密度逐渐下降，从而导致骨折或植入物松动。初始的松动将导致磨损以及进一步的松动，最终导致植入物失败。
那么有没有一次性解除患者痛苦，植入一次可以用一生的植入物呢？
合金改变力学和生物性能
骨科植入物彻底改变了数百万人的生活，取代了磨损或损坏的关节。但是，即使是最先进的钛植入物，其使用寿命也很有限，植入物会失去与骨骼的附着力，从而导致疼痛并限制患者的活动能力。
制造商在不断探索出各种策略来延长植入物的寿命，包括使用不同的材料，尤其是具有模仿骨骼特性，表面功能化的材料，以及输送活性剂以促进骨骼生长和抵御感染的材料。因此，理想的植入物需要具有多种功能才能持续一生。
尽管整形外科植入物通常非常成功，但许多患者仍面临主要并发症：植入物相关感染和植入物松动。随着许多患者在60岁之后首次接受植入物，并且患者的预期寿命增加，这是未来植入物的主要问题。
根据市场观察，荷兰代尔夫特理工大学开发了一种新的钛植入物。研究人员认为，通过3D打印多孔钛植入物并且进行表面改性可以预防这些并发症等，该团队使用合理的设计原理和增材制造技术，在医学级钛合金中创建了有序互连的多孔微结构，非常适合骨骼的生长。
增材制造可以轻松制造不同形状和尺寸的定制植入物。与固体植入物相比，多孔结构的表面积增加了三倍，因此表面功能化更加有效，既可以刺激干细胞分化为骨（或成骨细胞），又可以防止细菌感染。骨骼是一种活体材料，根据沃尔夫定律（Wolff’s Law），人体骨骼将根据它所承受的负荷进行重塑，在负荷减少的情况下，骨骼会逐渐失去骨量，或者可能发生骨吸收，引起骨折、脱位、松动。3D打印植入物多孔表面的模量低于常规植入物，所以金属植材料和骨骼之间的刚度差异会减小，这使得植入物与骨骼之间能够更好的“贴合”，并实现有效的骨整合。应力屏蔽是指当两种模量不同的材料放在一起使用时，模量大的材料承担更大的应力。以常见的植入物制造材料钛合金为例，当该材料被移植入体内，由于钛合金的模量远大于人体骨骼的模量，所以钛合金承担更多的应力作用，这将不利于新骨的生长。
