1 Tehniskais princips ir pāreja no datoru modeļiem uz biomehānisko pielāgojamību . Analītiskā pielāgošanās .
Augstas enerģijas staru avoti tiek izmantoti metāla 3D drukāšanā, piemēram, elektronu staru kūstā (EBM) un selektīvai lāzera kausēšanai (SLM), lai izkausētu metāla pulverus vienu slāni vienlaikus, izveidojot cietas un sarežģītas struktūras tieši . Galvenās priekšrocības seko:
Individualizēta adaptācija: Izmantojot pacienta CT/MRI datus, tiek izveidots 3D modelis, lai panāktu 0,1 milimetru ģeometrisko atbilstības precizitāti ar dabisko kaulu;
Creating honeycomb-shaped holes (with sizes between 200-800 μm and a porosity of 60-80%) to mimic the structure of natural bone helps the material's stiffness (1-10 GPa) match better with the stiffness of hard bone (about 18 GPa) and soft bone (about 0.1-2 GPa).
Mēs veidojam sīkas rievas uz implanta virsmas, lai vadītu šūnu augšanu noteiktā virzienā, veicinātu asinsvadu attīstību caur iekšējiem kanāliem, un izveidojam dziedinošu vidi, kas atdarina dabiskos apstākļus .
2 Materiālie jauninājumi: žonglēšanas mehānisko īpašību ar bioloģisko savietojamību amatniecība
Even though the widely used titanium alloy (Ti6Al4V) is great for sticking to bone and fighting rust, its elastic modulus of 110 GPa can cause a problem called stress shielding. The next generation of material systems is making progress in overcoming this barrier.
Ti TA (75 GPA) un Ti Nb (45 GPa) sakausējumi maina to režģa struktūru ar tantalum/niobium elementiem, padarot tos stingrākus un līdzīgāku kā kaulu .
Izmantojot lāzera pulvera gultnes kušanas tehnoloģiju, lai izveidotu gradienta caurumus
Titāna sakausējuma pārklājuma nogulsnēšanās ar hidroksiapatītu (HA) vai bioglase (piemēram, 45S5) uzlabos kaulu veidojošo šūnu pielipšanu un kaulu materiāla uzkrāšanos .
3 No anatomiskās imitācijas uz bioloģisko funkcionālo rekonstrukciju, dizaina filozofiju
Mākslīgais kaulu dizains nonāk funkcionālās pārveidošanas jomā pēc formas atbilstības pārsniegšanas:
Topoloģijas optimizācijas metodē tiek izmantota galīgo elementu analīze, lai atdarinātu to, kā kravas tiek sadalītas ķermenī, atrodot labāko veidu, kā apstrādāt stresu, vienlaikus izmantojot vismazāko materiāla daudzumu .
Kontrolējot porainību dažādos līmeņos: mazas poras (<100 μm) affect how cells act, creating a supportive structure of "vascular bone units" while designing larger pores: Make a zinc alloy that fights bacteria and a biodegradable magnesium alloy that breaks down at a rate of 0.5-2 mm per year to transition from a "temporary support to permanent bone tissue." er pores: Make a zinc alloy that fights bacteria and a biodegradable magnesium alloy that breaks down at a rate of 0.5–2 mm per year to transition from a "temporary support to permanent bone tissue." They make a zinc alloy that fights bacteria and a biodegradable magnesium alloy that breaks down at a rate of 0.5–2 mm per year to achieve the change from "temporary support to permanent bone tissue."
Dinamiskais adaptīvais dizains: izveidojiet cinka sakausējumu, kas cīnās ar baktērijām, un bioloģiski noārdāmu magnija sakausējumu, kas sadalās ar ātrumu 0.5-2 mm gadā, lai panāktu izmaiņas no "pagaidu atbalsta līdz pastāvīgiem kaulu audiem .".
4 Ražošana Sistēmā tiek izmantota augsta precizitāte un nepieciešama precīza kontrole, sākot no datiem līdz klīniskajai praksei {. nical prakse . nical prakse . nical prakse Klīniskā prakse .
Sešas galvenās fāzes satur visu ražošanas procesu . Sistēma izmanto augstu procesu:
Ar inertas gāzes aizsardzību metalurģiskā savienošana notiek, kad lāzers pieskaras pulverim, slāņa biezums ir iestatīts no 20 līdz 50 μm . biezums no 20 līdz 50 μm .
Izveidojiet izdrukājamus STL failus ar atdarināšanu, lai atkārtotu biomehānisko vidi pēc implantācijas .
Ar inertu gāzes aizsardzību metalurģiskā savienošana notiek, kad lāzers pieskaras pulverim, slāņa biezums ir iestatīts uz 20 un50 μm .
Karstā izostatiskā presēšana novērš iekšējo spriedzi; Elektroķīmiskā pulēšana uzlabo virsmas gludumu līdz ra 1 . 6 μm.
Microscopic CT testing for pore connectivity, universal testing machine testing for compressive strength (>200 MPa);
Gamma starojuma sterilizācija garantē sterilitāti ar glabāšanas laiku vairāk nekā piecus gadus .
5 Klīniskās lietojumprogrammas: lēciens no laboratorijas uz operāciju tabulu
Ovzhongshan septītās slimnīcas krūšu kurvja en bloka rezekcijas operācija panāca reāllaika mugurkaula ķermeņa stabilitātes atjaunošanos, izmantojot 3D drukāšanu; Krūškurvja en bloka rezekcijas operācija tika panākta reāllaika mugurkaula korpusa stabilitātes atjaunošanā, izmantojot 3D drukāšanu; Krūškurvja en bloka rezekcijas operācija tika panākta reāllaika mugurkaula korpusa stabilitātes atjaunošanā, izmantojot 3D drukāšanu; Krūškurvja en bloka rezekcijas operācija tika panākta reāllaika mugurkaula korpusa stabilitātes atjaunošanā, izmantojot 3D drukāšanu; Krūškurvja en bloka rezekcijas operācija tika panākta reāllaika mugurkaula korpusa stabilitātes atjaunošanā, izmantojot 3D drukāšanu; Implantu operācijas ir veiktas visā pasaulē, galvenokārt:
Zhongshan septītās slimnīcas krūšu kurvja en bloka rezekcijas operācija panāca reāllaika mugurkaula ķermeņa stabilitātes atjaunošanos, izmantojot 3D drukāšanu;
Kompleksa lūzumu remonts: Fraunhofer institūts Vācijas kaulu imitējošajās trabekulārajās sastatnēs samazina dziedināšanas laiku par 40%.
3D drukātais acetabulārais kauss no Šveices uzņēmuma Synthes pazemina atslābuma līmeni līdz 2%, izmantojot porainu konstrukciju .
6 Nākotnes izaicinājumi un grūtības: Precīza ražošana inteliģentai reģenerācijai:
Metāla 3D drukātiem kauliem joprojām ir trīs galvenās problēmas, neskatoties uz lieliskajām tehnoloģijām:
Izmaksu kontrole: aprīkojuma patērējamās izmaksas ir trīs līdz piecas reizes lielas parastajām metodēm;
Drukāšanas efektivitāte: viena prece prasa 12 līdz 24 stundas, lai iegūtu .
Regulatīvie šķēršļi: ASV FDA un ES CE ir sertificējuši tikai dažas preces visā pasaulē .
Turpmākā attīstība koncentrēsies uz šādām jomām:
Mēs izstrādājam formas atmiņas sakausējumus, kas ļauj implantiem pielāgoties un deformēt, kad tos uzkarsē noteiktā temperatūrā ķermeņa .
Šūnu un augšanas faktoru apvienošana ļauj sasniegt "drukāšanas kultūras transplantācijas ." integrāciju "
Integrētie sensori izseko kaulu integrāciju un nosūta reāllaika atgriezenisko saiti, izmantojot bezvadu transmisiju, tādējādi darbojoties kā inteliģenta uzraudzība .
https: // www . Ķīna -3 dprinting . com/metal -3 d-printing/slm -3 d-printing-metal . html