Sgrùdadh ùr a’ lorg implantan meidigeach titanium fìor èifeachdach
Pròiseas titanium clò-bhualadh 3d
An coimeas ris a’ phròiseas thraidiseanta, tha na buannachdan a tha an lùib teicneòlas clò-bhualaidh 3D gus figearan implant obair-lannsa pearsanaichte a dhèanamh air an nochdadh sa mhòr-chuid ann an: faodaidh feartan cruth clò-bhualaidh 3D an implant a-staigh a ghnàthachadh gu sgiobalta agus gu ceart, faighinn thairis air cumadh figear implant traidiseanta uile-choitcheann nach eil co-chosmhail ri bodhaig an duine agus chan eil na feartan meacanaigeach aige suas ri duilgheadasan àbhaisteach; Ann a bhith a 'dèanamh structaran iom-fhillte agus stuthan a tha doirbh a làimhseachadh, faodaidh meanbh-structaran pearsanta, gu h-àraid tro structaran, chan ann a-mhàin a bhith a' coinneachadh ri feartan corporra agus ceimigeach sònraichte, ach cuideachd a 'leasachadh biohistocompatibility.
Faodaidh an t-sreath bhuannachdan seo faighinn thairis gu h-èifeachdach air na duilgheadasan cumanta a thaobh dìon cuideam agus gnìomhachd bith-eòlasach ìosal de implantan. Aig an àm seo, is e teicneòlas SLM agus teicneòlas EBM na aloidhean titanium clò-bhualaidh 3D as cumanta agus air an cleachdadh gu farsaing.
Bidh Melting Laser Roghnach (SLM) a’ cleachdadh leusair mar stòr teas gus stuthan pùdar ro-shuidhichte a thionndadh gu roghnach gus leaghadh luath a chruthachadh. Is e am prìomh phrionnsapal obrach, fon àrainneachd dìon gas inert, gu bheil an ionnstramaid agus an uidheamachd a’ cumail smachd air an giùlan laser a rèir an t-slighe sganaidh lìonaidh a thig bho mhodh dealbhaidh an t-siostaim gus gach sreath de phùdar a thaghadh agus a leaghadh.
An uairsin thèid an àrd-ùrlar a ghluasad sìos, thèid pùdar a chuir sìos a-rithist agus thèid an sintering a-rithist gus an tèid an cumadh gu lèir a chruthachadh. Tha an dìon gas inert a’ cur casg air a’ mheatailt bho bhith a’ dèiligeadh ri gasaichean eile aig teòthachd àrd. Tha teicneòlas SLM na raon farsaing de stuthan cruthachaidh, sàbhaladh stuthan agus ath-chuairteachadh, chan fheum iad siostam taic iom-fhillte a dhealbhadh agus ullachadh, tha an t-sreath seo de bhuannachdan a ’dèanamh teicneòlas SLM air a chleachdadh barrachd is barrachd.
Ach, tha cuid de eas-bhuannachdan aig SLM cuideachd: air sgàth cumhachd leusair cuibhrichte agus ceàrn sèididh galvanometer sganaidh, bidh raon meud nam pàirtean air an ullachadh le SLM cuibhrichte; Tha lasers àrd-chumhachd agus uidheamachd optigeach àrd-inbhe daor ri dhèanamh, a tha ag àrdachadh an eallach eaconamach gu ìre. Mar thoradh air cleachdadh stuthan pùdar ann an teicneòlas SLM, faodaidh càileachd uachdar nam pàirtean cumadh a bhith na dhuilgheadas, a dh ’fheumas giollachd àrd-sgoile den toradh a chleachdadh airson obair às deidh sin; Faodaidh uireasbhaidhean spheroidization agus warping nochdadh cuideachd anns a ’phròiseas giullachd, a dh’ fheumas ceum eile gus an dòigh-obrach giullachd as fheàrr a dhèanamh Le bhith a ’leaghadh beam dealanach, tha EBM na phròiseas a bhios a’ cleachdadh beam dealanach mar stòr teas gus còmhdach pùdar meatailt a leaghadh le còmhdach ann an àrainneachd falamh airson saothrachadh cuir-ris.
Is e am prionnsapal obrach aige: pùdar ro-chòmhdach, sèididh giùlan dealanach àrd-lùth às deidh fòcas a bhith a’ toirt a-mach lùth àrd anns an sgìre bheag ionadail gus an còmhdach pùdar a sganadh gus teòthachd àrd agus eadhon leaghadh a thoirt gu buil, tro sganadh leantainneach le giùlan dealanach gus lùth a thoirt a-mach eadar fusion amar leaghaidh agus solidification, ceangailte ann an còmhdach meatailt sreathach agus planar.
Às deidh crìoch a chuir air an t-sreath gnàthach, cuir a-rithist an obair laighe pùdar gus a chruthachadh. Anns a ’phròiseas cinneasachaidh, bidh EBM a’ gabhail ris an fhìor àrainneachd leaghadh èadhair gus dèanamh cinnteach à neart àrd an stuth agus gus oxidation an alloy a sheachnadh. An coimeas ri SLM, is iad na prìomh bhuannachdan a tha aig EBM: bidh gineadh èifeachdach de chumhachd beam dealanach ag ithe nas lugha de chumhachd, tha an astar toraidh àrd, gus am bi fìor chumhachd iomlan an inneil gu lèir àrd; Chan fheum sèididh an beam dealanach am pàirt uidheamachd a ghluasad, a leasaicheas astar an sganaidh tuilleadh. Tha an àrainneachd teirmeach math a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd cumadh pàirtean clò-bhuailte 3D, a ’dèanamh cinnteach gu bheil na feartan meacanaigeach statach aige, a’ coinneachadh ri riatanasan bith-eòlasach, agus faodar am pùdar meatailt ath-chuairteachadh cuideachd.
Inbhe agus adhartas implantan lannsa clò-bhuailte 3D
Tha sealladh tagraidh gealltanach aig implantan lannsaireachd agus orthotics le clò-bhualadh 3D ann an raon osteology. A-nis tha barrachd is barrachd annStuthan implant clò-bhuailte 3Dleithid èisteachd AIDS, buill-bodhaig prosthetic, stiùireadh lannsa orthopédic pearsanaichte, joints fuadain, cluasan taobh a-muigh fuadain, implantan fiaclaireachd pearsanaichte agus tagraidhean eile ann an làimhseachadh pearsanaichte clionaigeach. A rèir aithisgean, ann an 2014, chuir luchd-rannsachaidh aig Oilthigh Peking a-steach gu soirbheachail balach 12-bliadhna le spine fuadain clò-bhuailte 3D pearsanaichte le meanbh-thuill, a ’chiad chùis san t-saoghal. Anns an aon bhliadhna, chuir dotairean agus luchd-saidheans pailme prosthetic clò-bhuailte 3D air nighean 5-bliadhna ann an Alba.
Chleachd Ionad Sònraichte Stomatology an 411mh Ospadal Arm Saorsa an t-Sluaigh teicneòlas EBM gu soirbheachail gus implant titanium alloy mandibular a ghnàthachadh agus a chuir a-steach le atharrais air anatomy fìor phearsanta airson euslainteach resection hemimaxillary. Rè an obrachaidh, chaidh ath-ghearradh den mandible le galair agus càradh gnìomh fa leth a chrìochnachadh ann an aon àm, agus chaidh an mandible easbhaidheach a chàradh agus ath-thogail leotha fhèin. Bha a’ bhuaidh postoperative riarachail. Chleachd Lethaus B agus luchd-rannsachaidh eile teicneòlas clò-bhualaidh 3D gus cnàmhan agus flapaichean microvascular ath-chruthachadh ann an 20 euslaintich le resection mandibular, a ghiorraich an ùine obrachaidh agus a leasaich càileachd an obrachaidh, agus bha a’ bhuaidh postoperative math. Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha naidheachdan agus rannsachadh coltach ris air nochdadh ann an sruth gun chrìoch, a tha gu tur a’ nochdadh na cothroman tagraidh math airson clò-bhualadh 3D anns an raon meidigeach.
Air taobh thoraidhean orthopédic, tha stuthan implant lannsaireachd clò-bhuailte 3D cuideachd a ’gluasad mean air mhean a dh’ ionnsaigh malairteachadh agus margaidheachd. Ann an 2007, chaidh cupannan acetabulum clò-bhuailte 3D bioprinted le sgafaill clò cruaidh air an leasachadh leis a’ chompanaidh Eadailteach Adler Ortho agus LIma-LTO seachad air teisteanas CE. Chaidh toradh Exactech aontachadh le FDA ann an 2010. Ann an 2009, chaidh an inneal fusion bodhaig uile-titanium a rinn companaidh AMT Ameireagaidh a’ cleachdadh clò-bhualadh 3D seachad air teisteanas CE an EU cuideachd. Ann an 2013, chaidh a’ chiad toradh implant claigeann bioprinted anns na Stàitean Aonaichte aontachadh leis an FDA, a tha cuideachd mar a’ chiad fhigear implant claigeann PEEK clò-bhuailte 3D pearsanta san t-saoghal.
Air a’ bhunait seo, ann an 2014, fhuair Companaidh Oxford na Stàitean Aonaichte cead FDA airson clò-bhualadh 3D air toraidhean cnàimh maxillofacial (modh 5IOK). A bharrachd air an sin, thathar ag aithris, san t-Sultain 2015, gun deach an implant daonna clò-bhuailte 3D - co-bhann fuadain a chaidh a leasachadh leis an Treas Ospadal ann am Beijing Medicine agus Beijing Aikang Yicheng Medical Equipment Co., LTD., A chlàradh le Rianachd Bidhe is Dhrugaichean na Stàite. Tha an co-chip clò-bhuailte 3D air a dhol a-steach don “ìre cinneasachaidh mòr”, a tha a’ ciallachadh gu bheil implantan clò-bhualaidh 3D ann an Sìona cuideachd air ceum a-steach don ìre cinneasachaidh.
Tha teicneòlas clò-bhualaidh 3D air àite a tha a’ sìor fhàs cudromach a nochdadh ann an saidheans meidigeach agus ùr-ghnàthachadh teicneòlais, agus tha rannsachadh agus cleachdadh diofar prostheses implant pearsanta, buill-bodhaig prosthetic, implantan fiaclaireachd agus taobhan eile cuideachd a’ sìor fhàs nas fharsainge. Mar sin, feumaidh measadh bith-shàbhailteachd implantan a chaidh ullachadh leis a’ phròiseas ùr seo barrachd is barrachd aire.
Rannsachadh air bith-shàbhailteachd clò-bhualadh 3d titanium
Tha sàbhailteachd stuthan bith-mheidigeach air a nochdadh sa mhòr-chuid anns an eadar-obrachadh eadar clò agus stuthan. Gus am bi stuthan meatailt bith-mheidigeach a’ coinneachadh ri inbhean innealan cuir a-steach, feumaidh an ath-bhualadh a dh’ adhbhraicheas cuir a-steach ann am bodhaig an duine a bhith aig ìre iomchaidh, agus aig an aon àm, chan urrainn dha atharrachaidhean càileachdail adhbhrachadh ann an structar agus feartan an stuth. Tha an eadar-obrachadh eadar bodhaig an duine agus bodhaig an duine air a nochdadh sa mhòr-chuid anns an biocompatibility agus gnìomh bith-eòlasach aige.
Mar sin, às deidh a bhith air a chuir a-steach ann am bodhaig an duine, cha bu chòir don implant droch ath-bhualaidhean adhbhrachadh leithid aileirdsidh, sèid agus ceimigeachd ann an ceallan daonna, fuil agus organan, no diùltadh buidhnean cèin daonna. Aig an aon àm, tha e riatanach cuideachd gum feum deagh fheartan meacanaigeach statach a bhith aig na h-implantan a dh’ fheumar a chuir a-steach airson ùine mhòr, is e sin, neart gu leòr, modulus elastagach iomchaidh, seasmhachd àrd, deagh sheasamh an aghaidh creimeadh agus seasmhachd seasmhach. A-nis tha cuir a-steach lannsaireachd titanium alloy air a chleachdadh gu farsaing ann an cleachdadh clionaigeach, agus tha an rannsachadh biocompatibility cuideachd aibidh. Mar sin, tha sàbhailteachd pàirtean titanium alloy co-cheangailte ri clò-bhualadh 3D gu sònraichte ag amas air sàbhailteachd a dhleastanas biomechanical.
Tha an rannsachadh co-dhiù a tha an implant meatailt clò-bhuailte 3D an coimeas ri toraidhean implant coitcheann a’ phròiseas thraidiseanta a thaobh feartan meacanaigeach, strì an aghaidh creimeadh agus biocompatibility, agus an urrainn do chuid de fheartan meacanaigeach statach an implant alloy coinneachadh ris an tagradh clionaigeach agus inbhean nàiseanta fhathast a’ dol air adhart. Chaidh a lorg gum faod na feartan meacanaigeach pàirt-statach aig implantan titanium clò-bhuailte 3D coinneachadh ri feumalachdan clionaigeach. Chaidh sampallan Ti6A14V a chaidh ullachadh le innleachd EBM a dhearbhadh le deuchainn tensile dìreach agus deuchainn brùthaidh isostatic teth. Sheall na toraidhean gu robh neart sampaill TI6A14V nas àirde na an ìre cruthachadh.
Tha an aghaidh creimeadh an alloy Co-Cr-Mo a chaidh ullachadh le teicneòlas SLM coltach ris an fhear a tha air ullachadh leis a’ phròiseas thraidiseanta, agus tha an ìre de sgaoileadh ian anns an àrainneachd salivary samhlachail nas lugha de chlò-bhualadh 3D na tha san alloy pròiseas traidiseanta. Lorg companaidh EOS gu robh na h-aon fheartan meacanaigeach statach agus strì an aghaidh sgìths aig toradh Ti6A14V a chaidh ullachadh le teicneòlas DMLS agus a tha aig an cruthachadh traidiseanta tro iar-ghiollachd reusanta. Chaidh an inneal fusion porous titanium alloy vertebrae a dheasaich EBM a chuir a-steach do chorp gobhar agus choilean e deagh thoraidhean anns a’ mhodal fusion cervical de chaoraich. Bha an eadar-aghaidh stuth-cnàimh nas fheàrr na inneal fusion PEEK.
Gu clionaigeach, chan eil am modulus elastagach agus feartan meacanaigeach eile de titanium alloy a 'freagairt ri feartan cnàimh daonna, a dh' adhbhraicheas an t-iongantas "dìon cuideam" ann an inneal cnàimh iomallach an implant agus a dh 'adhbhraicheas osteoporosis, a' leantainn gu bhith a 'gabhail a-steach cnàimh, a' fuasgladh agus a 'call an implant agus fàilligeadh. Gus an duilgheadas seo le implantan titanium a lughdachadh, tha implantan structar porous air a dhol a-steach do shùilean luchd-rannsachaidh. A-nis, tha sgrùdaidhean air sealltainn gum faod clò-bhualadh 3D microstructure implantan atharrachadh gu mionaideach gus am modulus elastagach agus na feartan meacanaigeach aca atharrachadh, gus a bhith co-ionnan ri clò cnàimh daonna agus tuilleadh leasachaidh a dhèanamh air gnìomhan biomechanical air bunait dèanamh cinnteach à eallach fios-eòlasach iomchaidh.
Chaidh structar fo smachd bodhaig Ti6AI4V a dhèanamh le teicneòlas cruthachaidh EBM, agus chaidh an structar falamh a-staigh a lorg a bhith co-chòrdail ris an dealbhadh teòiridheach fo mhicroscopy dealanach sganaidh, a choilean smachd ceart air EBM air structar stuthan clò-bhuailte 3D. Tron deuchainn dèanadais meacanaigeach, is e an neart teannachaidh co-fhreagarrach 163MPa agus is e am modulus elastagach 14MPa aig porosity pore 60.1%, a tha faisg air a’ chnàmh daonna. Sheall cultar cealla in vitro cuideachd deagh cho-chòrdalachd cealla.
Chaidh na sgafaill porous ullachadh le teicneòlas EBM tro bhith a’ dèanamh an fheum as fheàrr de pharamadairean dealbhaidh, agus chaidh na feartan meacanaigeach aca a mheasadh. Chaidh a lorg gu robh ìre àrd de shàr-mhathas aig biomechanics nan stuthan porous dealbhaichte ann an atharrais co-fhreagarrachd ìre agus maidseadh implant. Chaidh trì seòrsaichean titanium porous le 300gm, 600gm agus 900 ~ tm air an ullachadh le SLM a chuir a-steach don tibia coineanach gus sgrùdadh a dhèanamh air buaidh co-mheas pore air fàs cnàimh. Sheall na co-dhùnaidhean gu robh fad agus biocompatibility nas fheàrr aig an stuth cnàimh le structar porous 600 ~ m.
A thaobh fàs cnàimh, bidh sgafallachd le porosity agus fosgladh a ghabhas atharrachadh nas freagarraiche airson sgaoileadh agus sgaoileadh mathachadh anns a ’chorp daonna, agus faodaidh e cuideachd comas fàs cnàimh adhartachadh, àrdachadh measgachadh implantan agus leapannan cnàimh, agus beatha seirbheis a’ phròstain a leudachadh, gus buaidhean meidigeach nas fheàrr fhaighinn na structar cruaidh titanium alloy. Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, thathas den bheachd gur e ceum air cheum alloy titanium ioma-tholl an stuth càraidh is ath-chuiridh clò cruaidh ùr as fheàrr, agus tha cleachdadh implantan titanium clò-bhuailte 3D le diofar structaran microscopach no tro structaran cuideachd air raon ùr fhosgladh.