采用3D打印技术制造钛合金（Ti-6Al-4V）患者特异性骨缺损植入物的安全性、可行性及早期临床效果评估

因创伤、肿瘤切除、感染或先天性异常导致的骨缺损是全球骨科和重建外科领域面临的重要临床负担。 大型或复杂的骨缺损若未得到适当治疗，常导致长期残疾、功能受损和生活质量下降。 根据世界卫生组织（WHO）数据，全球每年约有2000-5000万非致命性道路交通伤害，其中许多涉及骨折和节段性骨丢失，需要手术干预。1 此外，与年龄相关的肌肉骨骼疾病（如骨质疏松症，全球约影响2亿人）进一步增加了骨缺损和骨折相关并发症的发生率。2 流行病学研究显示，肿瘤切除、严重创伤或慢性感染后的骨丢失由于缺损部位再生能力有限和机械要求高，仍然是主要挑战。 传统的重建方法（包括自体骨移植和同种异体骨移植）虽广泛应用，但存在供区并发症、移植物来源有限、感染传播风险、治疗时间长以及难以实现最佳解剖重建等局限性。3,4 因此，使用人工植入材料进行骨重建已成为一种有前景的治疗策略。 在现有选项中，基于金属生物材料（尤其是钛合金）的人工骨植入物因其能提供即时机械稳定性和支持生物整合而日益受到关注。5-7 钛及钛基合金在临床骨植入中已广泛应用数十年，被公认为骨骼重建最可靠的材料之一。5,7 这些材料表现出良好的机械强度、耐腐蚀性和优异的生物相容性，允许在人体内长期植入。 钛植入物已成功应用于多种临床场景，包括颅骨和颅面重建、肢体和长骨缺损置换、脊柱固定及牙科植入。5 美国食品药品监督管理局（FDA）等监管机构基于积累的安全性和有效性证据，已批准钛合金（包括Ti-6Al-4V）用于植入式医疗器械。6 此外，国际标准如ISO 5832和ISO 10993以及越南国家标准明确规定了医用植入物钛合金的化学成分、机械性能和生物相容性测试要求。8-10 大量国际和国内研究一致报告钛基植入物具有低毒性、最小炎症反应和良好的骨整合，从而证实了其临床安全性及适用于骨缺损重建。5-7 近年来，增材制造（通常称为三维（3D）打印）已成为钛合金植入物制造领域的重大技术进步。 传统制造方法（如铸造、锻造或机加工）在生产复杂几何形状和患者特异性设计（尤其是不规则或大型骨缺损）时常面临局限性。6 相比之下，3D打印技术（特别是基于激光的技术，如选择性激光熔化或激光粉末床熔融）能够基于个体患者解剖结构精确制造Ti-6Al-4V植入物。11 利用计算机断层扫描或磁共振成像的术前影像数据，可数字化设计个性化植入物以紧密匹配缺损形态。12-15 这种高水平的设计精度改善了植入物贴合度、优化了载荷传递，并允许融入多孔或晶格结构以增强骨长入和生物固定。9,11 因此，3D打印钛植入物在处理传统植入物可能不足的复杂骨缺损方面具有显著优势。

全球范围内，越来越多的研究探讨了3D打印钛植入物在骨缺损重建中的临床应用，并报告了令人鼓舞的早期结果。 国际病例系列和临床报告描述了患者特异性3D打印Ti-6Al-4V植入物在肿瘤切除后骨盆重建、颅面和颅骨缺损修复、保肢手术以及足踝复杂缺损中的成功应用。16-19 这些研究在早期随访期间展示了可接受的安全性、满意的植入物稳定性、良好的骨整合以及功能结果的改善。 国际骨科和生物材料期刊发表的综述强调了个性化植入物设计和多孔表面结构在促进骨整合和功能恢复方面的优势。17 在越南，3D打印技术在骨植入中的研究和临床应用迅速发展，在颅面外科、骨科创伤和肿瘤学中的应用日益增加。20 然而，大多数国内报告仍局限于技术描述或孤立临床病例，具有标准化安全性和早期结果评估的前瞻性临床研究仍然稀缺。

尽管国际经验不断增长且越南的临床应用正在兴起，但仍存在若干关键空白，证明了本研究的必要性。 根据卫生部最新指南，作为高风险医疗器械（D类），患者特异性3D打印钛植入物需在广泛临床应用前，通过I、II和III期临床试验进行系统临床评估，以严格证明其安全性、可行性和临床有效性。21 尽管越南的初步研究已调查类似产品，但大多数现有证据仍局限于孤立病例或技术报告，缺乏前瞻性、系统设计的临床研究。22 此外，不同生产设施在制造系统、机器配置、材料处理和工艺参数方面的差异可能显著影响植入物质量和临床性能，因此需要特定场所的临床证据来确认某3D打印实验室制造的植入物在患者中的安全性、可行性和有效性。23,24 因此，本研究对于满足这些监管和科学要求，并为支持3D打印钛植入物负责任临床转化生成基础临床证据至关重要。 在此背景下，VinUniversity的3D医疗技术实验室作为患者特异性3D打印植入物的特定场所制造设施，遵循国际公认的医疗器械生产ISO标准运营，并受卫生部（特别是科学技术与培训司）委托支持临床评估活动。25 因此，本研究对于满足这些监管和科学要求，并为支持该制造系统内生产的3D打印钛植入物负责任临床转化生成基础临床证据至关重要。