1 Technický princip je přechod z počítačových modelů na biomechanickou přizpůsobivost . Analytická přizpůsobivost .
Zdroje paprsků s vysokou energií se používají v kovovém 3D tisku, jako je tání elektronového paprsku (EBM) a selektivní laserové tání (SLM), k roztavení kovových prášků najednou, vytváří přímé pevné a složité struktury přímo . Hlavní výhody vyplývají z:
Individualizovaná adaptace: Pomocí dat CT/MRI pacienta je vytvořen 3D model pro dosažení geometrické přesnosti porovnávání 0,1 milimetrů s přirozenou kostí;
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).
Vytváříme malé drážky na povrchu implantátu, abychom řídili růst buněk specifickým směrem, podporovali vývoj krevních cév prostřednictvím vnitřních kanálů a vytvářeli léčivé prostředí, které napodobuje přírodní podmínky .
2 Materiálové inovace: řemeslo žonglování mechanických vlastností s biokompatibilitou
Přestože je široce používaná slitina titanu (Ti6AL4V) skvělá pro držení kosti a boje proti rezimu, jeho elastický modul 110 GPA může způsobit problém zvaný stresový stínění . Další generace materiálových systémů dosahuje pokroku v překonání této bariéry .
TA TA (75 GPA) a Ti NB (45 GPA) slitiny mění svou mřížkovou strukturu s prvky Tantalum/Niobium, díky čemuž jsou tužší a více podobné kosti .
Použití technologie tání laserového prášku k vytvoření gradientních otvorů snižuje celkový elastický modul implantátu na 5-20 GPA .
Depozice povlaku slitiny titanu s hydroxyapatitem (HA) nebo bioglassem (jako 45S5) zlepší nalepení buněk vytvářejících kosti a nahromadění kostního materiálu .
3 od anatomické napodobování po biologickou funkční rekonstrukci, filozofie návrhu
Umělý návrh kostí vstupuje do říše funkčního přestavby po překonané porovnání formuláře:
Metoda optimalizace topologie používá analýzu konečných prvků, aby napodobovala, jak jsou zatížení distribuovány v těle, a nalezení nejlepšího způsobu, jak zvládnout stres při použití nejmenšího množství materiálu .
Kontrola porozity na různých úrovních: malé póry (<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."
Dynamický adaptivní design: Vytvořte slitinu zinku, která bojuje proti bakteriím a biologicky rozložitelnou slitinu hořčíku, která se rozpadá rychlostí 0.5-2 mm za rok, abyste dosáhli změny z „dočasné podpory na trvalou kostní tkáň .“
4 Výroba systému používá vysokou přesnost a vyžaduje přesnou kontrolu, od dat po klinickou praxi . Nical Practice . NICAL Practice . Nical Practice Clinical Practice .
Šest hlavních fází obsahuje celý výrobní proces . Systém používá vysoký proces:
Při ochraně inertního plynu dochází k metalurgickému spojení, když se laser dotkne prášku, s tloušťkou vrstvy nastavenou na 20 až 50 μm . je nastavena tloušťka mezi 20 a 50 μm .
Vytvořte tisknutelné soubory STL s napodobením pro replikaci biomechanického prostředí po implantaci .
Při ochraně inertního plynu dochází k metalurgickému spojení, když se laser dotkne prášku, s tloušťkou vrstvy nastavenou na 20 a 50 μm .
Horké isostatické lisování odstraňuje vnitřní napětí; Elektrochemické leštění zvyšuje povrchovou hladkost RA 1 . 6 μm.
Microscopic CT testing for pore connectivity, universal testing machine testing for compressive strength (>200 MPa)
Sterilizace gama paprsků zaručuje sterilitu s trvanlivostí více než pět let .
5 Klinických aplikací: Lek z laboratoře na operační stůl
Operace resekce hrudního en bloku Ovzhongshan Sedmé nemocnice dosáhla opravy stability páteře v reálném čase prostřednictvím 3D tisku; Thoracic en bloc resekce operace dosáhla opravy stability tělesnosti v reálném čase prostřednictvím 3D tisku; Thoracic en bloc resekce operace dosáhla opravy stability tělesnosti v reálném čase prostřednictvím 3D tisku; Thoracic en bloc resekce operace dosáhla opravy stability tělesnosti v reálném čase prostřednictvím 3D tisku; Thoracic en bloc resekce operace dosáhla opravy stability tělesnosti v reálném čase prostřednictvím 3D tisku; Operace implantátu byly prováděny po celém světě, většinou pro:
Zhongshan sedmá nemocnice v nemocnici hrudní en bloc resekce resekce dosáhla v reálném čase opravu stability těla v reálném čase 3D tisk;
Komplexní oprava zlomenin: Institut Fraunhofer v německém kostním imitujícím trabekulárním lešení zkrátí dobu hojení o 40%.
Acetabulární pohár 3D potisk od Swiss Company Synthes snižuje míru uvolnění do 2% pomocí porézní konstrukce .
6 Budoucí výzvy a potíže: Precision Manufacturing for Inteligentní regenerace:
Kovové 3D-tiskové kosti mají stále tři hlavní problémy, bez ohledu na skvělé výhody technologie:
Kontrola nákladů: Zařízení spotřební náklady jsou třikrát až pětkrát vyšší než u konvenčních metod;
Efektivita tisku: Jedna položka trvá 12 až 24 hodin, než výroba .
Regulační překážky: USA FDA a EU CE certifikovaly jen několik zboží po celém světě .
Budoucí vývoj se zaměří na následující oblasti:
Vyvíjíme slitiny s tvarovou pamětí, které umožňují implantátům přizpůsobit se a deformovat, když jsou zahřívány na specifické teploty v těle .
Kombinace buněk a růstových faktorů umožňuje dosáhnout integrace „transplantace kultury tisku .“
Integrované senzory sledují integraci kostí a odesílají zpětnou vazbu v reálném čase prostřednictvím bezdrátového přenosu, čímž působí jako inteligentní monitorování .
https: // www . China -3 dprinting . com/metal -3 d-tisk -3 d-tisk-metal . html