Fém 3D nyomtatási technológia alkalmazása az orvostudományban: porózus titánötvözet anyagok

A porózus implantátumok iránti kereslet a csontdefektusok kezelésében komoly kihívást jelent a szövettechnika területén. A fém 3D nyomtatási technológia integrálása lehetővé teszi az implantátum paramétereinek, például a pórusméretnek, a porozitásnak és a pórusok alakjának precíz tervezését, tökéletesen kiegészítve azt, hogy a hagyományos csontimplantátum-állványok nem képesek elérni ezeket a célokat. A fém 3D nyomtatással előállított, személyre szabott implantátumok kiváló biokompatibilitást és mechanikai tulajdonságokat kínálnak, jelentősen javítva a betegek kimenetelét.

A titán és ötvözetei a 20. század közepén jelentek meg, alacsony sűrűségük, nagy szilárdságuk, korrózióállóságuk és biokompatibilitásuk miatt széles körben elterjedt orvosi alkalmazásnak örvend. Az 1960-as évek óta a tiszta titánt emberi implantátumként használják a klinikai fogászati ​​kutatásokban.

Természetesen a titánötvözetek orvosi alkalmazásának megvannak a korlátai. Bár a titánötvözetek rugalmassági modulusa kisebb, mint más anyagoké, mégis egy nagyságrenddel magasabb, mint az emberi agykérgi és szivacsos csonté, ami gyakran „feszültségvédő” hatáshoz vezet. Egyszerűen fogalmazva, az implantátum és a recipiens közötti rugalmassági modulus jelentős különbsége inkonzisztens deformációt eredményez, ha feszültségnek vannak kitéve. Hosszan tartó-használat csontritkuláshoz, csonteltávolításhoz és akár az implantátum elcsúszásához is vezethet. Ezenkívül a titánötvözetek egyes összetevői biotoxikusak, és a hosszú távú{5}}használat a környező szövetekben is kóros elváltozásokat idézhet elő.

A "stresszvédő" hatás jobb mérséklése érdekében porózus csontimplantátumokat kell kifejleszteni, amelyek porozitása 65% és 80% között szabályozható. A porkohászattal, szuszpenziós módszerekkel és szálszinterelési módszerekkel előállított hagyományos porózus anyagok kis pórusmérettől, egyenetlen póruseloszlástól és alacsony átmenő{3}}porozitástól szenvednek. A fém 3D nyomtatási technológia integrálása hatékonyan enyhítette ezeket a hátrányokat.

A gyártás előtt a fém 3D-nyomtatáshoz{0}}végzett előfeldolgozás lehetővé teszi a porózus anyag „ideális fizikai paramétereinek” pontos beállítását az adatok módosításával. Ezenkívül a fém 3D-nyomtatásnak a személyre szabott testreszabásban rejlő előnyei rendkívül praktikus megoldássá teszik a betegek közötti biológiai eltérések kezelésére. A minőségen túlmenően a fém 3D nyomtatási technológia nagy-formátumú, több-lézeres képességeinek köszönhetően a fröccsöntési sebesség és a tömeggyártás terén is új előrelépést ért el.

Ami a biotoxicitás hátrányát illeti, ezt a problémát az anyagteljesítmény javításával és a termékkategóriák bővítésével kezelték. Ezen túlmenően az anyagok terén elért eredmények a fém 3D-nyomtatás továbbfejlesztését mozdítják elő az orvostudományban és még más területeken is.

A jövőben, ahogy a fém 3D-nyomtatási technológia folyamatosan fejlődik, a 3D-nyomtatott titánötvözet-helyettesítők személyre szabott, precíziós orvosi technológiává válnak, amelyet széles körben használnak az ortopédiai és más orvosi területeken, és hatékonyan oldanak meg számos kezelési kihívást.