二 、研究内容
1 、面向功能仿生PEEK骨植入物的设计研究
根据植入物的功能需求 ，研发集外形结构 、材料性能和功能一体化的优化设计方法 ，并建立个性化PEEK假体体内服役性能的分析和评价方法 ，最终将功能梯度需求转化成为可实施的工艺过程参数 ，实现模型的生物功能梯度分区设计 。
图1 功能仿生PEEK骨植入物的设计技术
2 、多材料控性熔融沉积3D打印设备研制
进行面向功能仿生植入物的多材料控性熔融沉积3D打印设备的研制 ，主要功能模块包括全局成形热环境控制系统 ，热微环境控制系统 ，多材料在线复合改性挤出的打印头等 ，并集成其他辅助系统 ，形成新型控性熔融沉积3D打印设备 。
图2 多材料控性熔融沉积3D打印设备方案
3 、局部结晶调控与多材料按需分区可控工艺研究
为制造出仿生力学性能 ，建立温度条件-聚集状态（结晶状态）-PEEK材料性能的内在关系模型 ，实现力学性能的分区调控 ，并通过控制骨植入物不同部位的增强相含量与分布不同 ，实现力学性能强化可控 。
图3 局部结晶调控与多材料按需分区可控工艺原理
4 、定制化PEEK功能化植入物临床应用研究
开展力学仿生结构的生物学问题 、骨-PEEK-软组织结合的生物学问题以及分区梯度功能的生物学问题的研究 ，结合PEEK功能化骨植入物动物实验和人体临床试验 ，建立定制化PEEK功能化植入物临床应用示范和技术标准 。
三 、应用前景
目前已经与三十多家临床单位紧密合作 ，实现3D打印定制化PEEK骨植入物临床应用数百例 ，应用范围涵盖神经外科 、颌面外科 、口腔科 、胸外科 、骨科等科室 ，占国际范围见诸公开报道案例的98%以上 ，包括多项世界首例临床应用 ，并受邀发表《机械工程学报》封面文章 ，受央视CCTV9《超级装备》的专题报道 。本项目目前已经在持续牵引定制化医疗器械行业的发展 ，在不久的未来将促进形成一批受国家监管部门准入的3D打印定制化PEEK骨植入物医疗器械 ，提升骨缺损患者的修复效果和恢复状态 ，进一步促动精准医疗产业的发展 。
图4 3D打印定制化PEEK骨植入物临床应用