ടൈറ്റാനിയം മെഡിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾ വളരെ ഫലപ്രദമാണെന്ന് പുതിയ പഠനം കണ്ടെത്തി

ടൈറ്റാനിയം 3D പ്രിന്റിംഗ് പ്രക്രിയ

പരമ്പരാഗത പ്രക്രിയയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ സർജിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റ് ഫിഗറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള 3D പ്രിന്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഗുണങ്ങൾ പ്രധാനമായും പ്രതിഫലിക്കുന്നത്: 3D പ്രിന്റിംഗ് ഫ്രീ ഫോർമിംഗ് സവിശേഷതകൾക്ക് ആന്തരിക ഇംപ്ലാന്റ് വേഗത്തിലും കൃത്യമായും ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാൻ കഴിയും, പരമ്പരാഗത സാർവത്രിക ഇംപ്ലാന്റ് ഫിഗർ ആകൃതി മനുഷ്യശരീരവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല, അതിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ സാധാരണ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ല; സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനകളുടെയും പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാൻ പ്രയാസമുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെയും നിർമ്മാണത്തിൽ, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ മൈക്രോ-സ്ട്രക്ചറുകൾക്ക്, പ്രത്യേകിച്ച് സുഷിരങ്ങളുള്ള ഘടനകൾക്ക്, നിർദ്ദിഷ്ട ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ മാത്രമല്ല, ബയോഹിസ്റ്റോകോംപാറ്റിബിലിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും.

ഇംപ്ലാന്റുകളുടെ സ്ട്രെസ് ഷീൽഡിംഗ്, കുറഞ്ഞ ജൈവിക പ്രവർത്തനം എന്നീ പൊതുവായ പ്രശ്നങ്ങളെ ഫലപ്രദമായി മറികടക്കാൻ ഈ ഗുണങ്ങളുടെ പരമ്പരയ്ക്ക് കഴിയും. നിലവിൽ, ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നതും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായ 3D പ്രിന്റിംഗ് ടൈറ്റാനിയം അലോയ്കൾ SLM സാങ്കേതികവിദ്യയും EBM സാങ്കേതികവിദ്യയുമാണ്.

സെലക്ടീവ് ലേസർ മെൽറ്റിംഗ് (SLM) ലേസർ ഒരു താപ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ഉരുകൽ രൂപീകരണം നേടുന്നതിന് മുൻകൂട്ടി തയ്യാറാക്കിയ പൊടി വസ്തുക്കളെ തിരഞ്ഞെടുത്ത് വികിരണം ചെയ്യുന്നു. പ്രധാന പ്രവർത്തന തത്വം, നിഷ്ക്രിയ വാതക സംരക്ഷണ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, പൊടിയുടെ ഓരോ പാളിയും തിരഞ്ഞെടുത്ത് ഉരുകുന്നതിന് സിസ്റ്റം ഡിസൈൻ മോഡ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫില്ലിംഗ് സ്കാനിംഗ് പാത അനുസരിച്ച് ഉപകരണവും ഉപകരണങ്ങളും ലേസർ ബീമിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു എന്നതാണ്.

പിന്നീട് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം താഴേക്ക് നീക്കി, പൊടി വീണ്ടും നിരത്തി, മുഴുവൻ ആകൃതിയും രൂപപ്പെടുന്നതുവരെ സിന്ററിംഗ് ആവർത്തിക്കുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ മറ്റ് വാതകങ്ങളുമായി ലോഹം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നത് നിഷ്ക്രിയ വാതക സംരക്ഷണം തടയുന്നു. SLM സാങ്കേതികവിദ്യ വളരെ വിപുലമായ രൂപീകരണ വസ്തുക്കളാണ്, മെറ്റീരിയൽ ലാഭിക്കാവുന്നതും പുനരുപയോഗിക്കാവുന്നതുമാണ്, സങ്കീർണ്ണമായ പിന്തുണാ സംവിധാനം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത് തയ്യാറാക്കേണ്ടതില്ല, ഈ ഗുണങ്ങളുടെ പരമ്പര SLM സാങ്കേതികവിദ്യയെ കൂടുതൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, SLM-നും ചില പോരായ്മകളുണ്ട്: ലേസർ പവർ പരിമിതവും സ്കാനിംഗ് ഗാൽവനോമീറ്റർ ഡിഫ്ലെക്ഷൻ ആംഗിളും കാരണം, SLM തയ്യാറാക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളുടെ വലുപ്പ പരിധി പരിമിതമായിരിക്കും; ഉയർന്ന പവർ ലേസറുകളും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളും നിർമ്മിക്കാൻ ചെലവേറിയതാണ്, ഇത് ഒരു പരിധിവരെ സാമ്പത്തിക ഭാരം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. SLM സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ പൊടി വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗം കാരണം, മോൾഡഡ് ഭാഗങ്ങളുടെ ഉപരിതല ഗുണനിലവാരം പ്രശ്‌നകരമായേക്കാം, ഇതിന് തുടർന്നുള്ള ജോലികൾക്കായി ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ ദ്വിതീയ പ്രോസസ്സിംഗ് ആവശ്യമാണ്; പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ സ്ഫെറോയിഡൈസേഷനും വാർപ്പിംഗ് വൈകല്യങ്ങളും ഉണ്ടാകാം, പ്രോസസ്സിംഗ് നടപടിക്രമം കർശനമായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് കൂടുതൽ ഘട്ടം ആവശ്യമാണ്. ഇലക്ട്രോൺ ബീം മെൽറ്റിംഗ്, EBM എന്നത് ഇലക്ട്രോൺ ബീം താപ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ്, ഇത് അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണത്തിനായി വാക്വം പരിതസ്ഥിതിയിൽ ലോഹ പൊടി പാളികളായി ഉരുകുന്നു.

ഇതിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഇതാണ്: പ്രീ-കോട്ടഡ് പൗഡർ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഇലക്ട്രോൺ ബീം ഡിഫ്ലെക്ഷൻ ഫോക്കസിംഗിന് ശേഷം പ്രാദേശിക ചെറിയ പ്രദേശത്ത് ഉയർന്ന ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് പൊടി പാളി സ്കാൻ ചെയ്ത് ഉയർന്ന താപനിലയും ഉരുകലും ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോൺ ബീം തുടർച്ചയായ സ്കാനിംഗ് വഴി മെൽറ്റ് പൂൾ ഫ്യൂഷനും സോളിഡിഫിക്കേഷനും ഇടയിൽ ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഒരു ലീനിയർ, പ്ലാനർ ലോഹ പാളിയിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

നിലവിലെ പാളി പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം, പൊടി വിരിയിക്കുന്ന പ്രവർത്തനം ആവർത്തിക്കുക. ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയയിൽ, മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉയർന്ന ശക്തി ഉറപ്പാക്കാനും അലോയ് ഓക്സീകരണം ഒഴിവാക്കാനും EBM യഥാർത്ഥ വായു ഉരുകൽ അന്തരീക്ഷം സ്വീകരിക്കുന്നു. SLM-മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, EBM-ന്റെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ ഇവയാണ്: ഇലക്ട്രോൺ ബീം പവറിന്റെ കാര്യക്ഷമമായ ഉൽ‌പാദനം കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഉൽ‌പാദന വേഗത കൂടുതലാണ്, അതിനാൽ മുഴുവൻ മെഷീനിന്റെയും യഥാർത്ഥ മൊത്തം പവർ കൂടുതലാണ്; ഇലക്ട്രോൺ ബീമിന്റെ വ്യതിചലനം ഉപകരണ ഭാഗം നീക്കേണ്ടതില്ല, ഇത് സ്കാനിംഗ് വേഗത കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. നല്ല താപ പരിസ്ഥിതി 3D പ്രിന്റഡ് ഭാഗങ്ങളുടെ ആകൃതി സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുന്നു, അതിന്റെ സ്റ്റാറ്റിക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കുന്നു, ജൈവ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നു, കൂടാതെ ലോഹപ്പൊടി പുനരുപയോഗം ചെയ്യാനും കഴിയും.

3D പ്രിന്റഡ് സർജിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റുകളുടെ അവസ്ഥയും പുരോഗതിയും.

ഓസ്റ്റിയോളജി മേഖലയിൽ സർജിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റുകളും 3D പ്രിന്റിംഗോടുകൂടിയ ഓർത്തോട്ടിക്സും പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന പ്രയോഗ സാധ്യതകളാണ് ഉള്ളത്. ഇപ്പോൾ കൂടുതൽ കൂടുതൽ ഉണ്ട്.3D പ്രിന്റ് ചെയ്ത ഇംപ്ലാന്റ് മെറ്റീരിയലുകൾശ്രവണ എയ്ഡ്‌സ്, കൃത്രിമ അവയവങ്ങൾ, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ ഓർത്തോപീഡിക് സർജറി ഗൈഡുകൾ, കൃത്രിമ സന്ധികൾ, കൃത്രിമ പുറം ചെവികൾ, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ ഡെന്റൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾ, ക്ലിനിക്കൽ വ്യക്തിഗതമാക്കിയ ചികിത്സയിലെ മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. റിപ്പോർട്ടുകൾ പ്രകാരം, 2014 ൽ, പീക്കിംഗ് സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ 12 വയസ്സുള്ള ഒരു ആൺകുട്ടിയിൽ മൈക്രോ-ഹോളുകളുള്ള വ്യക്തിഗതമാക്കിയ 3D പ്രിന്റ് ചെയ്ത കൃത്രിമ നട്ടെല്ല് വിജയകരമായി ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്തു, ഇത് ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ കേസായിരുന്നു. അതേ വർഷം, സ്കോട്ട്ലൻഡിലെ 5 വയസ്സുള്ള ഒരു പെൺകുട്ടിയിൽ ഡോക്ടർമാരും ശാസ്ത്രജ്ഞരും 3D പ്രിന്റ് ചെയ്ത ഒരു പ്രോസ്തെറ്റിക് ഈന്തപ്പന ഘടിപ്പിച്ചു.

പീപ്പിൾസ് ലിബറേഷൻ ആർമിയുടെ 411-ാമത് ആശുപത്രിയിലെ സ്റ്റോമറ്റോളജി സ്പെഷ്യാലിറ്റി സെന്റർ, ഹെമിമാക്സില്ലറി റിസെക്ഷൻ രോഗിക്ക് വേണ്ടി, ഉയർന്ന വ്യക്തിഗതമാക്കിയ ശരീരഘടനാ സിമുലേഷനോടുകൂടിയ ഒരു മാൻഡിബുലാർ ടൈറ്റാനിയം അലോയ് ഇംപ്ലാന്റ് കസ്റ്റമൈസ് ചെയ്ത് ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്യുന്നതിന് EBM സാങ്കേതികവിദ്യ വിജയകരമായി ഉപയോഗിച്ചു. ഓപ്പറേഷൻ സമയത്ത്, രോഗബാധിതമായ മാൻഡിബിളിന്റെ റിസെക്ഷനും വ്യക്തിഗതമാക്കിയ ഫങ്ഷണൽ റിപ്പയറും ഒറ്റയടിക്ക് പൂർത്തിയാക്കി, വൈകല്യമുള്ള മാൻഡിബിൾ വ്യക്തിഗതമായി നന്നാക്കി പുനർനിർമ്മിച്ചു. ശസ്ത്രക്രിയാനന്തര ഫലം തൃപ്തികരമായിരുന്നു. ലെത്തൗസ് ബിയും മറ്റ് ഗവേഷകരും മാൻഡിബുലാർ റിസെക്ഷൻ ഉള്ള 20 രോഗികളിൽ അസ്ഥി, മൈക്രോവാസ്കുലർ ഫ്ലാപ്പുകൾ പുനർനിർമ്മിക്കാൻ 3D പ്രിന്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചു, ഇത് ഓപ്പറേഷൻ സമയം കുറയ്ക്കുകയും ഓപ്പറേഷൻ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു, ശസ്ത്രക്രിയാനന്തര ഫലം നല്ലതായിരുന്നു. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, സമാനമായ വാർത്തകളും ഗവേഷണങ്ങളും അനന്തമായ ഒരു പ്രവാഹത്തിൽ ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്, ഇത് മെഡിക്കൽ മേഖലയിലെ 3D പ്രിന്റിംഗിന്റെ നല്ല പ്രയോഗ സാധ്യതകളെ പൂർണ്ണമായും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.

ഓർത്തോപീഡിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, 3D പ്രിന്റ് ചെയ്ത സർജിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റ് മെറ്റീരിയലുകളും ക്രമേണ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിലേക്കും വിപണനത്തിലേക്കും നീങ്ങുന്നു. 2007-ൽ, ഇറ്റാലിയൻ കമ്പനിയായ അഡ്‌ലർ ഓർത്തോയും LIma-LTO-യും വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഹാർഡ് ടിഷ്യു സ്കാഫോൾഡറുകളുള്ള ബയോപ്രിന്റഡ് 3D പ്രിന്റ് ചെയ്ത അസറ്റാബുലം കപ്പുകൾ CE സർട്ടിഫിക്കേഷൻ പാസായി. എക്സാക്ടെക്കിന്റെ ഉൽപ്പന്നം 2010-ൽ FDA അംഗീകരിച്ചു. 2009-ൽ, 3D പ്രിന്റിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് അമേരിക്കൻ AMT കമ്പനി നിർമ്മിച്ച ഓൾ-ടൈറ്റാനിയം ബോഡി ഫ്യൂഷൻ ഉപകരണവും EU CE സർട്ടിഫിക്കേഷനും പാസായി. 2013-ൽ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ ആദ്യത്തെ ബയോപ്രിന്റഡ് സ്കൾ ഇംപ്ലാന്റ് ഉൽപ്പന്നത്തിന് FDA അംഗീകാരം നൽകി, ഇത് ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ വ്യക്തിഗതമാക്കിയ 3D പ്രിന്റ് ചെയ്ത PEEK സ്കൾ ഇംപ്ലാന്റ് ഫിഗർ കൂടിയാണ്.

ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, 2014-ൽ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ് ഓക്സ്ഫോർഡ് കമ്പനിക്ക് 3D പ്രിന്റിംഗ് മാക്സിലോഫേഷ്യൽ അസ്ഥി ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് (5IOK മോഡ്) FDA അംഗീകാരം ലഭിച്ചു. കൂടാതെ, 2015 സെപ്റ്റംബറിൽ, തേർഡ് ഹോസ്പിറ്റൽ ഓഫ് ബീജിംഗ് മെഡിസിനും ബീജിംഗ് ഐകാങ് യിചെങ് മെഡിക്കൽ എക്യുപ്‌മെന്റ് കമ്പനി ലിമിറ്റഡും ചേർന്ന് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത 3D പ്രിന്റഡ് ഹ്യൂമൻ ഇംപ്ലാന്റ് - ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഹിപ് ജോയിന്റ്, സ്റ്റേറ്റ് ഫുഡ് ആൻഡ് ഡ്രഗ് അഡ്മിനിസ്ട്രേഷൻ രജിസ്റ്റർ ചെയ്തതായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. 3D പ്രിന്റഡ് ഹിപ് ജോയിന്റ് "മാസ് പ്രൊഡക്ഷൻ സ്റ്റേജിൽ" പ്രവേശിച്ചു, അതായത് ചൈനയുടെ 3D പ്രിന്റിംഗ് ഇംപ്ലാന്റുകളും ഉൽപ്പാദന ഘട്ടത്തിലേക്ക് കാലെടുത്തുവച്ചു.

മെഡിക്കൽ സയൻസ്, ടെക്നോളജി നവീകരണത്തിൽ 3D പ്രിന്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ കൂടുതൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിച്ചിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ വിവിധ വ്യക്തിഗതമാക്കിയ ഇംപ്ലാന്റ് പ്രോസ്റ്റസുകൾ, പ്രോസ്തെറ്റിക് അവയവങ്ങൾ, ഡെന്റൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾ, മറ്റ് വശങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഗവേഷണവും പ്രയോഗവും കൂടുതൽ കൂടുതൽ വിപുലമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഈ പുതിയ പ്രക്രിയയിലൂടെ തയ്യാറാക്കിയ ഇംപ്ലാന്റുകളുടെ ജൈവ സുരക്ഷാ വിലയിരുത്തലിന് കൂടുതൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ ആവശ്യമാണ്.

3D പ്രിന്റിംഗ് ടൈറ്റാനിയത്തിന്റെ ജൈവ സുരക്ഷയെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം

ബയോമെഡിക്കൽ വസ്തുക്കളുടെ സുരക്ഷ പ്രധാനമായും പ്രതിഫലിക്കുന്നത് ടിഷ്യൂകളും വസ്തുക്കളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലാണ്. ബയോമെഡിക്കൽ ലോഹ വസ്തുക്കൾ ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്ത ഉപകരണങ്ങളുടെ മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്നതിന്, മനുഷ്യശരീരത്തിൽ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രതികരണം സ്വീകാര്യമായ തലത്തിലായിരിക്കണമെന്നും അതേസമയം, വസ്തുവിന്റെ ഘടനയിലും ഗുണങ്ങളിലും ഗുണപരമായ മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാകില്ലെന്നും ഉറപ്പാക്കേണ്ടതുണ്ട്. മനുഷ്യശരീരവും മനുഷ്യശരീരവും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം പ്രധാനമായും പ്രതിഫലിക്കുന്നത് അതിന്റെ ജൈവ പൊരുത്തക്കേടിലും ജൈവിക പ്രവർത്തനത്തിലുമാണ്.

അതിനാൽ, മനുഷ്യശരീരത്തിൽ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ ചെയ്തതിനുശേഷം, ഇംപ്ലാന്റ് മനുഷ്യകോശങ്ങൾ, രക്തം, അവയവങ്ങൾ എന്നിവയിൽ അലർജി, വീക്കം, രസതന്ത്രം തുടങ്ങിയ പ്രതികൂല പ്രതികരണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകരുത്, അല്ലെങ്കിൽ മനുഷ്യ വിദേശ വസ്തുക്കളുടെ നിരസിക്കൽ എന്നിവ ഉണ്ടാകരുത്. അതേസമയം, വളരെക്കാലം ഇംപ്ലാന്റുകൾക്ക് നല്ല സ്റ്റാറ്റിക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം, അതായത്, മതിയായ ശക്തി, ഉചിതമായ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്, ഉയർന്ന സ്ഥിരത, നല്ല നാശന പ്രതിരോധം, ഈടുനിൽക്കുന്ന ഈട് എന്നിവ ഉണ്ടായിരിക്കണം. ഇപ്പോൾ ടൈറ്റാനിയം അലോയ് ശസ്ത്രക്രിയാ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ ക്ലിനിക്കൽ പ്രാക്ടീസിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ബയോകോംപാറ്റിബിലിറ്റി ഗവേഷണവും പക്വത പ്രാപിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, 3D പ്രിന്റിംഗുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ടൈറ്റാനിയം അലോയ് ഭാഗങ്ങളുടെ സുരക്ഷ പ്രധാനമായും അതിന്റെ ബയോമെക്കാനിക്കൽ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സുരക്ഷയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.

പരമ്പരാഗത പ്രക്രിയയിലെ പൊതുവായ ഇംപ്ലാന്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുമായി മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, നാശന പ്രതിരോധം, ജൈവ പൊരുത്തക്കേട് എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ 3D പ്രിന്റഡ് മെറ്റൽ ഇംപ്ലാന്റ് താരതമ്യപ്പെടുത്താമോ, അലോയ് ഇംപ്ലാന്റിന്റെ ചില സ്റ്റാറ്റിക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾക്ക് ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനും ദേശീയ മാനദണ്ഡങ്ങളും പാലിക്കാൻ കഴിയുമോ എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ഇപ്പോഴും പുരോഗമിക്കുന്നു. 3D പ്രിന്റഡ് ടൈറ്റാനിയം ഇംപ്ലാന്റുകളുടെ ഭാഗിക സ്റ്റാറ്റിക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾക്ക് ക്ലിനിക്കൽ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുമെന്ന് കണ്ടെത്തി. EBM ടെക്നിക് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ Ti6A14V സാമ്പിളുകൾ ഡയറക്ട് ടെൻസൈൽ ടെസ്റ്റും ഹോട്ട് ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രസ്സിംഗ് ടെസ്റ്റും വഴി പരീക്ഷിച്ചു. TI6A14V സാമ്പിളുകളുടെ ശക്തി ഫോർജിംഗ് സ്റ്റാൻഡേർഡ് കവിഞ്ഞതായി ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു.

SLM സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ Co-Cr-Mo അലോയ്യുടെ നാശന പ്രതിരോധം പരമ്പരാഗത പ്രക്രിയയിലൂടെ തയ്യാറാക്കിയ അലോയ് പോലെയാണ്, കൂടാതെ സിമുലേറ്റഡ് ഉമിനീർ പരിതസ്ഥിതിയിൽ അയോൺ ലയനത്തിന്റെ അളവ് പരമ്പരാഗത പ്രക്രിയ അലോയ്യേക്കാൾ 3D പ്രിന്റിംഗ് കുറവാണ്. DMLS സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ Ti6A14V ഉൽപ്പന്നത്തിന്, EOS കമ്പനി, ന്യായമായ പോസ്റ്റ്-പ്രോസസ്സിംഗിലൂടെ പരമ്പരാഗത ഫോർജിംഗിന്റെ അതേ സ്റ്റാറ്റിക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും ക്ഷീണ പ്രതിരോധവും ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. EBM തയ്യാറാക്കിയ പോറസ് ടൈറ്റാനിയം അലോയ് വെർട്ടെബ്ര ഫ്യൂഷൻ ഉപകരണം ആടിന്റെ ശരീരത്തിൽ ഘടിപ്പിക്കുകയും ആടുകളുടെ സെർവിക്കൽ ഫ്യൂഷൻ മോഡലിൽ നല്ല ഫലങ്ങൾ നേടുകയും ചെയ്തു. PEEK ഫ്യൂഷൻ ഉപകരണത്തേക്കാൾ മികച്ചതായിരുന്നു അസ്ഥി-മെറ്റീരിയൽ ഇന്റർഫേസ്.

ക്ലിനിക്കലായി, ടൈറ്റാനിയം അലോയ്യുടെ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസും മറ്റ് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും മനുഷ്യ അസ്ഥിയുടെ ഗുണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല, ഇത് ഇംപ്ലാന്റിന്റെ പെരിഫറൽ അസ്ഥി കലകളിൽ "സ്ട്രെസ് ഷീൽഡിംഗ്" എന്ന പ്രതിഭാസത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ഓസ്റ്റിയോപൊറോസിസിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും, ഇത് അസ്ഥി ആഗിരണം, അയവ്, ഇംപ്ലാന്റിന്റെ നഷ്ടം, പരാജയം എന്നിവയ്ക്ക് കാരണമാകും. ടൈറ്റാനിയം ഇംപ്ലാന്റുകളുടെ ഈ പ്രശ്നം കുറയ്ക്കുന്നതിന്, സുഷിര ഘടനയുള്ള ഇംപ്ലാന്റുകൾ ഗവേഷകരുടെ കണ്ണിൽ പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഇപ്പോൾ, 3D പ്രിന്റിംഗിന് ഇംപ്ലാന്റുകളുടെ മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ ഉയർന്ന കൃത്യതയോടെ ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് മനുഷ്യന്റെ അസ്ഥി കലകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിനും ഉചിതമായ ഫിസിയോളജിക്കൽ ലോഡ് ഉറപ്പാക്കുന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ അവയുടെ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും മാറ്റാൻ സഹായിക്കുന്നു.

Ti6AI4V ബോഡിയുടെ നിയന്ത്രിത ഘടന EBM രൂപീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചത്, കൂടാതെ ആന്തരിക ശൂന്യ ഘടന സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിയിൽ സൈദ്ധാന്തിക രൂപകൽപ്പനയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതായി കണ്ടെത്തി, ഇത് 3D പ്രിന്റഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഘടനയിൽ EBM ന്റെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം കൈവരിച്ചു. മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടന പരിശോധനയിലൂടെ, അനുബന്ധ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി 163MPa ഉം ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് 60.1% പോർ പോറോസിറ്റിയിൽ 14MPa ഉം ആണ്, ഇത് മനുഷ്യന്റെ അസ്ഥിയോട് അടുത്താണ്. ഇൻ വിട്രോ സെൽ കൾച്ചറും നല്ല സെൽ അനുയോജ്യത കാണിച്ചു.

EBM സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചാണ് പോറസ് സ്കാഫോൾഡുകൾ ഡിസൈൻ പാരാമീറ്ററുകളുടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ വഴി തയ്യാറാക്കിയത്, അവയുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും വിലയിരുത്തി. ഫേസ് കോംപാറ്റിബിലിറ്റിയുടെയും ഇംപ്ലാന്റേഷൻ മാച്ചിംഗിന്റെയും സിമുലേഷനിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത പോറസ് വസ്തുക്കളുടെ ബയോമെക്കാനിക്സിന് ഉയർന്ന നിലവാരത്തിലുള്ള മികവ് ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. അസ്ഥി വളർച്ചയിൽ പോർ അനുപാതത്തിന്റെ സ്വാധീനം അന്വേഷിക്കുന്നതിനായി SLM തയ്യാറാക്കിയ 300gm, 600gm, 900~tm എന്നിവയുള്ള മൂന്ന് തരം പോറസ് ടൈറ്റാനിയം മുയൽ ടിബിയയിൽ ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്തു. 600~m പോറസ് ഘടനയുള്ള അസ്ഥി കലകൾക്ക് മികച്ച നീളവും ജൈവ പൊരുത്തക്കേടും ഉണ്ടെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു.

അസ്ഥി വളർച്ചയുടെ വീക്ഷണകോണിൽ, ക്രമീകരിക്കാവുന്ന സുഷിരവും അപ്പർച്ചറും ഉള്ള ഒരു സ്കാർഫോൾഡ് മനുഷ്യശരീരത്തിലെ പോഷകങ്ങളുടെ സംപ്രേഷണത്തിനും കൈമാറ്റത്തിനും കൂടുതൽ സഹായകമാകും, കൂടാതെ അസ്ഥി വളർച്ചയുടെ കഴിവ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാനും, ഇംപ്ലാന്റുകളുടെയും അസ്ഥി കിടക്കകളുടെയും സംയോജനം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും, ഖര ഘടന ടൈറ്റാനിയം അലോയ്യെക്കാൾ മികച്ച മെഡിക്കൽ ഇഫക്റ്റുകൾ ലഭിക്കുന്നതിന് പ്രോസ്റ്റസിസിന്റെ സേവന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, മൾട്ടി-ഹോൾ ടൈറ്റാനിയം അലോയ് ഘട്ടം ഘട്ടമായി ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ ക്ലിനിക്കൽ പുതിയ ഹാർഡ് ടിഷ്യു റിപ്പയർ, റീപ്ലേസ്‌മെന്റ് മെറ്റീരിയലായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ വിവിധ സൂക്ഷ്മ ഘടനകളോടുകൂടിയോ ഘടനകളിലൂടെയോ 3D പ്രിന്റഡ് ടൈറ്റാനിയം അലോയ് ഇംപ്ലാന്റുകളുടെ പ്രയോഗവും ഒരു പുതിയ മേഖല തുറന്നിട്ടുണ്ട്.