1. Tehniskie principi no precīzas modelēšanas līdz sarežģītai konstrukcijas ražošanai .
Metāla 3D drukāšana izveido detalizētas trīsdimensiju formas, izkausējot metāla pulveri vienu slāni vienlaikus ar jaudīgu staru, izmantojot tādas metodes kā selektīva lāzera kausēšana (SLM) vai elektronu staru kūstošana (EBM) . Tās galvenās priekšrocības sastāv no:
Pielāgošanas iespējas: izveidojiet 3D modeli, izmantojot pacienta CT/MRI datus, lai atbilstu auss anatomiskajām struktūrām mikrometra līmenī .
Spēj būvēt porainas gradienta struktūras (porainība 60–85%), biomimētiskās ossikulārās ķēdes un citas grūti iegūstamās īpašības ar parastajām metodēm un kompleksa struktūras ražošanu
Ātra ražošana: tas prasa tikai 48 stundas -70% mazāk nekā parastās procedūras no skenēšanas līdz piegādei .
2. Materiālu inovācija: revolucionāra pieeja funkcionalizācijai un bioloģiskai saderībai .
Neskatoties uz izcilo pretestību korozijai, tipiskajam titāna sakausējumam (Ti6al4V) ir elastīgs modulis 110 GPA, kas ir daudz augstāks nekā ossicles ({1-5 GPA) . Jauna materiālu sistēmu paaudze pārsniedz šo pudelīti:
Ti TA (75 GPA) un Ti NB (45 GPA) kontroles režģa kropļojumi ar tantaluma/niobium elementiem, tādējādi samazinot stīvumu dzirdes kaulu atbilstības diapazonā .
Titāna sakausējuma virsmas pārklājums ar hidroksiapatītu (HA) vai bioglass ir paredzēts, lai palīdzētu mīkstajiem audiem nūjot un kauliem augt kopā ar to .
Formas atmiņas sakausējumi, piemēram, NITI, atgūst to iestatīto formu ķermeņa temperatūras iedarbībā un dinamiski pielāgojoties, lai piemērotu izmaiņas auss anatomijā .
Sākot ar mākslīgajām osikulām līdz pilnīgai ausu rekonstrukcijai, metāla 3D drukas tehnoloģija ir plaši izmantota ausu ķirurģijā ar parastajām lietojumiem, ieskaitot:
Vācijas uzņēmums Binaral ir izmantojis īpašu dizainu 3D drukas titāna sakausējuma dzirdes osikulām, kas uzlabo skaņas pārraides efektivitāti par 40%.
Kohleārā implantācija: 3D drukāšanas tehnoloģijas izmantošana, amerikāņu uzņēmums Cochlear pielāgo kohleāros elektrodus, tādējādi precīzi izlīdzinot elektrodu masīvu ar kohleārā spirāles caurules izliekumu;
Ķīnas tautas atbrīvošanas armijas vispārējā slimnīca ir pabeigusi pirmo operāciju, lai pārstādītu 3D izdrukātu titāna sakausējuma auss kanāla stentu; Pacienta pēcoperācijas ārējās dzirdes kanāla rezonanses biežums ir atgriezies līdz 95% no parastās vērtības .
3. Tehniskas grūtības un piezīmes
Neskatoties uz lieliskajiem tehnoloģiskajiem ieguvumiem, metāla 3D drukātie ausu implanti joprojām saskaras ar trim galvenajām problēmām .:
Drukāšanas pareizība: pašreizējā minimālā kontrolējamā atvērums ir 200 μm, kas ir izaicinājums, lai apmierinātu precīzas kapilāru reģenerācijas vajadzības (diametrs 8–10 μm);
Lai palielinātu šūnu uztveršanas efektivitāti, turpmāk modificējiet sastatņu virsmu ar superhidrofilu pārklājumu (kontakta leņķis ir pieci grādi);
Ilgtermiņa novērošana: Integrētu sensoru trūkums reāllaika atgriezeniskajai saitei par audu dziedināšanas stāvokli palielina pēcoperācijas komplikāciju risku .
Reaģējot uz šīm grūtībām, zinātnieki rada:
Mikro-nano līmeņa raupjā virsma (RA 1,6 μm) tiek ģenerēta, saskaroties ar lāzeru un pulveri;
Mikro sensori, kas iekļauti implantos, lai izsekotu svarīgus parametrus, ieskaitot interfeisa spiediena un temperatūras izmaiņas, veido inteliģentu sensoru sistēmu;
Šūnu un augšanas hormonu apvienošana, bioprinēšanas tehnika rada bioaktīvu implanta saskarni, kas aug .