In den vergangenen Jahren haben die Fortschritte in der orthopädischen Medizintechnik maßgeblich zur Entwicklung von Osteosynthesematerialien beigetragen. Früher mussten Patienten nach einem Knochenbruch lange Zeit im Bett liegen, wobei Gipsverbände oder Traktionen verwendet wurden, um die Stabilität der betroffenen Knochen zu gewährleisten und eine langsame Heilung zu ermöglichen. Seit den 1980er Jahren werden zunehmend metallische Osteosynthesematerialien in der klinischen Praxis eingesetzt, die den Patienten helfen, die Knochenstruktur wiederherzustellen und die Genesungszeit deutlich zu verkürzen. Aufgrund der traditionellen Fertigungstechniken konnten jedoch nur regelmäßige, runde oder quadratische metallische Osteosynthesematerialien hergestellt werden. Am Beispiel des Atlas und Axis, der komplexesten Strukturen der menschlichen Wirbelsäule, wird deutlich, dass deren ungewöhnliche Form mit herkömmlichen Implantaten nicht kompatibel ist.

Der 3D-Druck von "Knochen" verblüffte selbst Experten für 3D-Drucktechnologie. Schließlich handelte es sich um den Druck eines knochenähnlichen Implantats, für das es keine Erfahrungswerte gab.

Liu Zhongjuns erstes zu entwickelndes Implantat war ein künstlicher Axis, doch er stieß sofort auf Schwierigkeiten. Die Sprache von Ärzten und Ingenieuren war nicht auf derselben Wellenlänge. Medizinische Fachbegriffe und anatomische Ausdrücke waren für die Ingenieure unverständlich, während die Ärzte die Sprache der Informatik und des Ingenieurwesens nicht verstehen konnten.

Der kleine künstliche Axis weist eine sehr komplexe und spezifische Knochenanatomie auf. Egal wie Liu Zhongjun zeichnete oder erklärte, er konnte die Experten für 3D-Drucktechnologie die äußere Form und die innere Struktur nicht verstehen lassen. Nach mehreren Gesprächen hatte Liu Zhongjun eine Idee: Er formte ein Axis-Wirbelkörpermodell aus Knetmasse und gab es den Technikern. "Machen Sie es einfach so." Diese einfache Methode erwies sich als effektiv. Die Techniker fertigten ein Muster nach dieser Vorlage an, das nach mehreren Überarbeitungen zu einem standardisierten 3D-gedruckten Axis führte.

Nach diesem kleinen Zwischenfall verbesserte sich die Zusammenarbeit zwischen den beiden Seiten. Bald bildeten Liu Zhongjuns Team und die 3D-Druck-Ingenieure eine Forschungsgruppe, die monatliche Treffen abhielt, um den Fortschritt und die Planung der 3D-Drucktechnologie zu besprechen.

Der künstliche Axis war das erste "maßgeschneiderte" 3D-gedruckte Implantat des Forschungsteams. Mit dem 3D-gedruckten künstlichen Axis können Ärzte nach der Entfernung eines Tumors beim Patienten die Struktur des Halswirbels mit fortschrittlicher und zuverlässiger Technologie reparieren.