牙科植入领域一直以来都在应对各种挑战，作为医疗领域的重要组成部分，牙科植入材料要一直找到解决方案。传统的材料有几率存在生物相容性不足、机械性能不理想等问题。此外，要求植入材料与患者牙齿的形态完美契合，以此来实现稳固的植入效果。这些挑战要求一种创新性的制造方法，以满足医疗领域的高标准等等。

  随着人口老龄化和牙科植入技术的发展，牙科植入材料的需求量日渐增长。然而传统的金属植入材料存在机械性能与天然骨组织不匹配、X线和MRI成像时产生伪影，使用的过程中磨损导致金属离子大量释放等问题。因此，研发具有更加好生物性能的新型牙科植入材料成为一个很重要的研究课题。

  这篇题为《An In Vitro Study of Osteoblast Response on Fused-Filament Fabrication 3D Printed PEEK for Dental and Cranio-Maxillofacial Implants》的论文发表于2019年，论文作者来自德国图宾根大学、瑞士巴塞尔大学等单位。论文利用熔丝沉积技术打印聚醚醚酮(PEEK)样品，考察了不同表面处理如抛光、喷砂等对骨细胞活性的影响，其中使用的就是Apium P220 3D打印机。研究之后发现，保留打印痕迹的未处理PEEK表面可显著提升骨细胞的代谢活性和增殖。这表明利用数字化3D打印技术优化PEEK表面形貌，是改善其牙科植入应用效果的有效手段。

  P220采用了自适应热量控制管理系统，可以实时监测和调节打印头的温度。系统会根据材料特性和环境参数自动调整加热参数，保证材料在打印过程中温度控制精准。这对打印高温工程塑料如PEEK最重要。精准的温控可以有实际效果的减少打印故障，提高打印成功率。

  P220可兼容各种常见FFF 3D打印材料，包括PLA、ABS、PETG、PC、PEEK等。打印头采用全金属设计，耐高温，满足工程塑料的打印要求。独特的喷头设计也使其能适应不同材料的流变性。良好的多材料适配性让P220可实现不一样的材料的快速切换。

  P220采用了闭环编码器反馈系统，实现了高精度的轴运动控制。最小层厚度可达0.05mm，满足精细打印的需求。高分辨率让P220能够复制设计模型的精细表面结构特征，如下图中的PEEK打印件的分层图案。这对研究不同表面形貌的生物影响具备极其重大意义。

  图1. 不同组的 FFF 3D 打印 PEEK 样品表面的 SEM 图像

  P220基于FFF技术，打印出的PEEK件保留了特有的层间结构、峰谷形貌。这种各向异性的高粗糙度表面为研究不同表面形貌对细胞响应的影响提供了样品。

  研究结果如下面的图2和图3。图2中，在1天、3天和5天时间点，未处理组细胞的代谢活性OD值均高于抛光组和喷砂组。这说明未处理表面上的骨细胞增殖速度更快。图3中，在1天、3天和5天时间点，未处理组细胞的代谢活性OD值均高于抛光组和喷砂组。这说明未处理表面上的骨细胞增殖速度更快，也表明未处理的FFF3D打印表面可显著提升骨细胞活性。

  a、细胞增殖（492 纳米波长下的 OD 值）；b、第 3 天和第 5 天的相对增殖，以第 1 天的值为标准；U：未处理组；P：抛光组；GB (50)： 50μm喷砂组；GB（120）：120μm喷砂组；GB（250）：250μm喷砂组。

  柱状图显示了不同组的相对吸光度（以未处理的 PEEK 为标准）。数据以平均值 ± 标准偏差表示，* p 0.05。

  这些技术优势，也使其成为制备多种表面形貌PEEK打印样品的理想选择，为研究骨细胞反应提供了有力支持。

  研究充分展示了Apium P220精准的3D打印技术在实现牙科植入材料表面形貌控制及优化细胞反应方面的独特优势。研究人员采用P220精准3D打印了不同表面处理的PEEK样品，未处理组样品保留了FFF技术独特的层间结构，表面粗糙度参数Ra和Rq明显高于抛光组(Ra：0.17μm；Rq：0.30μm)和喷砂组(Ra：0.28-0.52μm；Rq：0.49-0.88μm)。通过与抛光、喷砂组比较发现，保留FFF 3D打印痕迹的P220打印样品的成骨细胞代谢活性和增殖性能更优。如图4显示，细胞聚集在未处理样品FFF 3D打印形成的表面沟槽中。

  研究根据结果得出，基于Apium P220数字化打印技术实现的新型植入材料表面设计，可针对性地优化细胞反应，为下一代牙科植入材料的创新研发指明了方向。

  1、P220可精确打印设计的PEEK材料，实现不同表面形貌的控制，为研究表面形貌的生物学效应提供了平台；

  2、保留FFF 3D打印层纹的P220打印PEEK表面，可明显提高骨细胞活性，有助于植入材料的快速骨整合；

  3、利用P220开启了基于数字化设计与3D打印的新型定制植入材料设计方向；

  它也展现了3D打印技术与材料定制化结合的巨大应用潜力。FFF 3D打印植入物已取得验证，下图为在口腔和颅颌面相关的产品图。

  在2022年，Apium在医疗领域取得了引人瞩目的奖项。该年度，MED-TECH INNOVATION授予了Apium的FDM技术颁发的3D打印奖，以认可其在使用3D打印技术方面的卓越创新，这逐步加强或从根本上改进了医疗相关设备的设计和制造。

  而在同一年，Apium的3D打印技术再次受到了国际关注。TCT颁奖典礼，于2022年6月8日在英国伯明翰大都会希尔顿酒店举行，为全球使用的3D技术打印范例的创新者、技术和合作者颁发了荣誉。在这次盛会上，Apium Additive Technology获得了医疗领域的高度赞誉奖，这进一步突显了其在医疗领域的杰出成就和创新价值。

  Apium的获奖成就为医疗领域的技术创新注入了新的活力，旗下备受瞩目的产品之一，便是Apium P220。这个3D打印平台代表了医用植入材料制造模式的革新，以数字化设计理念为基础，通过精准堆积与结构控制，实现了材料组分、形态及生物学功能的多元优化。与传统方法相比，Apium P220实现了从材料设计到性能验证的一体化数字流程，从而加速了创新理念的迅速转化与应用。这一数字化制造平台有力地推动医用植入材料技术迈向个性化、智能化、高性能的新阶段。这些荣誉也进一步印证了Apium在医疗保健领域的技术卓越性，为未来的创新发展奠定了坚实基础。通过持续的创新和出色表现，Apium也将不断引领技术前进，为医疗行业提供更高效、个性化和先进的解决方案。

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