辛伐他汀作为降脂药物在临床应用多年，近年来研究显示局部使用可以明显促进血管新生、促进骨形成，局部使用载辛伐他汀的泊洛沙姆407温敏性水凝胶可以增加去卵巢小型猪椎体骨密度、增强椎弓根螺钉内固定强度。但载辛伐他汀的温敏性水凝胶本身缺乏力学强度，在大块骨缺损或承重部位使用受限制。近年来“增材制造”技术的快速发展为骨科内植物的研发提供了“弯道超车”的良好机遇，它可以打印具有多孔内部结构、个体化外形的钛合金假体。与传统骨科内植物相比，它可以显著降低假体的弹性模量，使其与宿主骨弹性模量接近，避免应力遮挡和骨吸收。但3D打印钛合金假体本身缺乏生物活性，假体内部骨长入的问题亟需解决。

2020年8月，来自北京大学第三医院骨科宋纯理课题组的研究成果3D printed porous titanium cages filled with simvastatin hydrogel promotes bone ingrowth and spinal fusion in rhesus macaques作为封面文章在BiomaterialsScience杂志上发表。一种是具有促进成骨、成血管作用但缺乏力学强度的载辛伐他汀温敏性水凝胶，一种是具有很好的力学强度但缺乏生物活性的3D打印多孔椎间融合器，将二者结合后用于猕猴脊柱融合手术，评估其在促进大型灵长类动物脊柱融合中的效果。

猕猴作为大型灵长类动物的代表，具有直立行走的能力，其脊柱力学环境与人类相似，将3D打印多孔内植物以及载辛伐他汀温敏性水凝胶在其体内使用还未见相关报道，如果能很好的促进脊柱融合，将具有重要的临床意义，为其临床转化提供支持。

研究者经CT扫描获得成年猕猴腰椎参数，使用电子熔融技术（EBM）制备具有多孔内部结构、适合猕猴不同节段腰椎解剖学特点的椎间融合器。在不同型号的椎间融合器内部填充载有0.5mg辛伐他汀的温敏性水凝胶，用于体内植入。

实验流程图

对6只成年雄性猕猴实施腰椎侧前方入路椎间融合手术，留取影像学资料，饲养过程中进行钙黄绿素和茜素红骨矿化标记，18F-NaF PET/CT扫描，Micro-CT分析假体内部及周围1mm骨体积分数；脊柱运动单元力学测试仪器检测在前屈后伸、左右侧屈和旋转6个方向上的力学性能；使用硬组织切片机将标本制成40-60μm的硬组织切片用于骨沉积率定量分析；胎盘蓝染色进行组织学观察；扫描电镜和能谱分析对假体内部组织进行定性分析。

手术图像及术后即刻腰椎X线

结果表明，根据影像学参数设计并3D打印的多孔椎间融合器与猕猴腰椎解剖结构匹配良好，术后假体位置良好，未发生明显松动、移位现象；可实现个性化椎间融合器的制备。辛伐他汀温敏性水凝胶单次使用可以促进3D打印多孔椎间融合器内部骨长入，加快骨形成速率，使其与周围骨实现良好的骨整合，提高力学性能，促进脊柱融合。

2个月和4个月18F-NaF PET/CT扫描

假体内外骨长入及生物力学测定

组织学染色及电镜扫描

使用大型非人灵长类动物来验证3D打印多孔内植物复合辛伐他汀温敏性水凝胶用于脊柱融合的效果尚属首次，猕猴作为大型灵长类动物的代表，具有直立行走的能力，其脊柱力学环境与人类相似，实验结果显示辛伐他汀可以促进3D打印椎间融合器骨长入和骨整合，增强力学性能，促进脊柱融合，将具有重要的临床意义，为其临床转化提供实验支持。另外实验过程中使用PET/CT检测假体内部成骨细胞的活性状态，可以反映假体内部的骨长入情况，为临床术后融合效果的评估提供新方法。