3D打印技术同样已经被应用到手术植入物领域，根据病人的需求定制化设计相应的人体替代物，在现有标准化商业植入物外又提供了新的治疗选择。此外，基于病人解剖学特征制备的植入物能够增加手术的成功率。对于硬的组织结构，特别是金属植入物，已经被成功应用在各领域，绝大部分已经被食品药品监督管理局批准使用，包括下颌骨、牙齿修复、臀部、股和半膝关节等。此外，具有良好生物相容性的陶瓷羟基磷灰石和生物可降解的聚已酸内酯已经被应用在3D打印骨植入物领域，定制化替代硬的结构组织。
除了在硬组织结构中应用，3D打印的定制化植入物也被应用到介入治疗领域。Amerini等使用在动物研究中的编织支架证实了三尖瓣闭锁不全的个性化介入治疗的可行性。使用心脏CT数据，获得猪的右侧心脏腔的的三维重构模型。使用3D打印系统制备出固体Alumide模型，随后制备出个性化的可压缩的金属支架，使其跟3D打印模型配套。这个定制化的支架几乎完全和右心房配套。上述动物的可行性研究使他们发现，通过从环心到房壁和邻近腔静脉的力转移，基于3D打印的支架可以稳定生物瓣膜假体。
另外一个基于3D打印技术植入物的例子是把医用级的硅材料应用到软组织中。首先利用CT数据构建三维空缺区域并计算其容积，然后使用硅材料打印出一个凹槽模型。最后用凹槽模型填充空缺区域，并且由临床医生评估3D打印材料的柔软性。在不久的将来，通过额外的模塑过程，使用医用级的硅材料可以制备出最终可植入的器械，并在未来的临床试验中进行评估。除了上述已经发展的医学植入物，还有其它定制化的植入物在进一步研究发展中，包括组织和器官的生物打印，3D打印植入芯片。
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