Thuto e Ncha e Fumana Li-implants tsa Bongaka tsa Titanium li Atlehile Haholo

Ts'ebetso ea titanium ea khatiso ea 3D

Ha ho bapisoa le mokhoa oa setso, melemo ea theknoloji ea khatiso ea 3D ho etsa lipalo tsa motho ka mong tsa ho buoa li bontšoa ka ho khetheha ka: 3D khatiso ea mahala ea ho etsa litšoaneleho tse ka potlakisang le ka mokhoa o nepahetseng Customize implant ea ka hare, e ka hlōla mokhoa oa setso oa bokahohle oa ho kenya setšoantšo ha o lumellane le 'mele oa motho le thepa ea oona ea mechine ha e fihle ho mathata a tloaelehileng; Ha ho etsoa meaho e rarahaneng le lihlahisoa tse thata ho sebetsa, libopeho tse nyane tsa motho ka mong, haholo-holo tse porous ka meaho, li ke ke tsa kopana feela le thepa e itseng ea 'mele le ea lik'hemik'hale, empa hape li ntlafatsa biohistocompatibility.

Letoto lena la melemo le ka hlola mathata a tloaelehileng a ho sireletsa khatello ea maikutlo le ts'ebetso e tlase ea bioloji ea li-implants. Hajoale, lisebelisoa tse sebelisoang ka ho fetesisa le tse sebelisoang haholo tsa 3D printing titanium alloys ke theknoloji ea SLM le theknoloji ea EBM.

Selective Laser Melting (SLM) e sebelisa laser e le mohloli oa mocheso ho khetha ka mokhoa o ikhethileng lisebelisoa tsa phofo tse behiloeng esale pele ho fihlela sebopeho sa ho qhibiliha ka potlako. Molao-motheo o ka sehloohong oa ho sebetsa ke hore tlas'a tikoloho ea ts'ireletso ea khase ea inert, sesebelisoa le lisebelisoa li laola lesela la laser ho latela mokhoa oa ho hlahloba oa ho tlatsa o hlahisoang ke mokhoa oa moralo oa tsamaiso ho khetha le ho qhibilihisa lera le leng le le leng la phofo.

Ebe sethala se isoa fatše, phofo e behoa hape 'me sintering e phetoa ho fihlela sebopeho sohle se thehoa. Tšireletso ea khase ea inert e thibela tšepe ho sebetsana le likhase tse ling ka mocheso o phahameng. Theknoloji ea SLM e na le mefuta e mengata haholo ea lisebelisoa tsa ho etsa, ho boloka thepa le ho sebelisoa hape, ha ho hlokahale ho rala le ho lokisa tsamaiso e rarahaneng ea tšehetso, letoto lena la melemo le etsa hore theknoloji ea SLM e sebelisoe haholo le ho feta.

Leha ho le joalo, SLM e boetse e na le mathata a mang: ka lebaka la matla a lekanyelitsoeng a laser le scanning galvanometer deflection Angle, boholo ba likarolo tse lokiselitsoeng ke SLM bo tla fokotsoa; Li-laser tsa matla a phahameng le lisebelisoa tsa boleng bo holimo tsa optical li theko e boima ho li etsa, e leng ho eketsang moroalo oa moruo ho isa bohōleng bo itseng. Ka lebaka la tšebeliso ea lisebelisoa tsa phofo ho theknoloji ea SLM, boleng ba bokaholimo ba likarolo tse bōpiloeng bo ka 'na ba e-ba bothata, bo hlokang ho sebetsa ha bobeli ba sehlahisoa ho sebelisoa bakeng sa mosebetsi o latelang; Spheroidization le warping mefokolo le tsona li ka etsahala ts'ebetsong ea ts'ebetso, e hlokang mohato o mong oa ho ntlafatsa ts'ebetso ea ts'ebetso ea Electron beam melting, EBM ke ts'ebetso e sebelisang beam ea elektrone e le mohloli oa mocheso ho qhibilihisa phofo ea tšepe ka lera tikolohong ea vacuum bakeng sa tlhahiso ea tlatsetso.

Molao-motheo oa eona oa ho sebetsa ke: phofshoana e koahetsoeng pele, phallo e phahameng ea matla a elektronike ka mor'a hore a tsepamise maikutlo ho hlahisa matla a phahameng sebakeng se senyenyane sa sebaka seo ho hlahloba lera la phofo ho hlahisa mocheso o phahameng esita le ho qhibiliha, ka ho hlahloba letamo la elektronike ho tsoelang pele ho hlahisa matla pakeng tsa ho qhibiliha ha letamo le ho kopanya le ho tiisa, ho amana le lera la tšepe le melang.

Kamora ho qeta lera la hona joale, pheta ts'ebetso ea ho beha phofo ho theha. Ts'ebetsong ea tlhahiso, EBM e amohela tikoloho ea 'nete ea ho qhibiliha ha moea ho netefatsa matla a phahameng a thepa le ho qoba oxidation ea alloy. Ha ho bapisoa le SLM, melemo e ka sehloohong ea EBM ke: tlhahiso e sebetsang ea matla a motlakase oa elektronike e sebelisa matla a fokolang, lebelo la tlhahiso le phahame, e le hore matla a sebele a mochine oohle a phahame; Ho kheloha ha sefate sa elektronike ha ho hlokahale ho tsamaisa karolo ea thepa, e leng ho ntlafatsang lebelo la ho hlahloba. Tikoloho e ntle ea mocheso e netefatsa botsitso ba sebopeho sa likarolo tse hatisitsoeng tsa 3D, e netefatsa thepa ea eona e sa fetoheng ea mochini, e fihlela litlhoko tsa baeloji, 'me phofo ea tšepe le eona e ka sebelisoa hape.

Boemo le tsoelo-pele ea li-implants tsa ho buoa tse hatisitsoeng tsa 3D

Li-implants tsa ho buoa le li-orthotics tse nang le khatiso ea 3D li na le tebello e ts'episang ea ts'ebeliso lefapheng la thuto ea masapo. Hona joale ho na le ba bangata le ho fetaLisebelisoa tse kenngoeng tsa 3D tse hatisitsoengjoalo ka ho utloa AIDS, litho tsa maiketsetso, litataiso tsa motho ka mong tsa ho buoa masapo, manonyeletso a maiketsetso, litsebe tsa ka ntle tsa maiketsetso, li-implants tsa meno le lits'ebetso tse ling kalafong ea motho ka mong. Ho ea ka litlaleho, ka 2014, bafuputsi ba Univesithing ea Peking ba atlehile ho kenya moshanyana ea lilemo li 12 ea nang le mokokotlo oa maiketsetso oa 3D o hatisitsoeng ka likoti tse nyenyane, e leng nyeoe ea pele lefatšeng. Selemong sona seo, lingaka le bo-rasaense ba ile ba kenya ngoanana ea lilemo li 5 oa Scotland sefate sa palema sa maiketsetso se hatisitsoeng sa 3D.

Stomatology Specialty Center ea Sepetlele sa 411 sa People's Liberation Army e atlehile ho sebelisa theknoloji ea EBM ho itloaetsa le ho kenya motsoako oa mandibula oa titanium alloy e nang le papiso e ikhethileng ea sebōpeho sa motho bakeng sa mokuli oa hemimaxillary resection. Nakong ea ts'ebetso, ho tsosolosoa ha mandible e kulang le ho lokisoa ha motho ka mong ho ile ha phethoa ka nako e le 'ngoe,' me letlapa le nang le bokooa le ile la lokisoa le ho tsosolosoa ka bomong. Phello ea ka mor'a ho buuoa e ne e khotsofatsa. Lethaus B le bafuputsi ba bang ba ile ba sebelisa theknoloji ea khatiso ea 3D ho tsosolosa marapo le li-microvascular flaps ho bakuli ba 20 ba nang le li-mandibular resection, tse ileng tsa khutsufatsa nako ea ts'ebetso le ho ntlafatsa boleng ba ts'ebetso, 'me phello ea postoperative e ne e le ntle. Lilemong tsa morao tjena, litaba le lipatlisiso tse tšoanang li hlahile ka mokhoa o sa feleng, o bonts'ang ka botlalo litebello tse ntle tsa ts'ebeliso ea khatiso ea 3D lefapheng la bongaka.

Ka lehlakoreng la lihlahisoa tsa masapo, lisebelisoa tsa 3D tse hatisitsoeng tsa ho buoa li ntse li tsoela pele butle-butle ho ea khoebong le ho bapatsa. Ka 2007, likopi tsa bioprinted tsa 3D tse hatisitsoeng tsa acetabulum tse nang le li-scaffolders tse thata tse entsoeng ke k'hamphani ea Italy Adler Ortho le LIma-LTO li ile tsa fetisa setifikeiti sa CE. Sehlahisoa sa Exactech se ile sa amoheloa ke FDA ka 2010. Ka 2009, mochine o kopanyang 'mele oa titanium kaofela o hlahisoang ke k'hamphani ea AMT ea Amerika e sebelisang khatiso ea 3D le eona e ile ea fetisa lengolo la tiiso la EU CE. Ka 2013, sehlahisoa sa pele sa ho kenya lehata sa bioprinted United States se ile sa amoheloa ke FDA, eo hape e leng setšoantšo sa pele sa lefats'e sa 3D se hatisitsoeng sa PEEK sa lehata.

Motheong ona, ka 2014, Khamphani ea Oxford ea United States e ile ea fumana tumello ea FDA bakeng sa lihlahisoa tsa 3D tsa khatiso tsa maxillofacial bone (mokhoa oa 5IOK). Ho phaella moo, ho tlalehoa hore ka September 2015, 3D e hatisitsoeng ea ho kenngoa ha motho - motsoako oa letheka oa maiketsetso o entsoeng ke Sepetlele sa Boraro sa Beijing Medicine le Beijing Aikang Yicheng Medical Equipment Co., LTD., e ngolisitsoe ke Tsamaiso ea Naha ea Lijo le Lithethefatsi. Motsoako oa noka o hatisitsoeng oa 3D o kene "mohatong oa tlhahiso ea bongata", ho bolelang hore li-implants tsa China tsa khatiso tsa 3D le tsona li kene sethaleng sa tlhahiso.

Theknoloji ea khatiso ea 3D e bontšitse karolo e ntseng e eketseha ea bohlokoa ho saense ea bongaka le theknoloji e ncha, 'me lipatlisiso le ts'ebeliso ea li-prosthesis tse fapaneng tsa motho ka mong, litho tsa maiketsetso, li-implants tsa meno le likarolo tse ling le tsona li pharaletseng haholoanyane. Kahoo, tlhahlobo ea biosafety ea li-implants tse lokiselitsoeng ke ts'ebetso ena e ncha e hloka tlhokomelo e eketsehileng.

Patlisiso ka biosafety ea 3D printing titanium

Tšireletseho ea lisebelisoa tsa biomedical e bonahala haholo-holo tšebelisanong pakeng tsa lisele le lisebelisoa. E le hore lisebelisoa tsa tšepe tsa biomedical li finyelle litekanyetso tsa lisebelisoa tse kentsoeng, ho tlameha ho hlokoa hore karabelo e bakoang ke ho kenngoa 'meleng oa motho e be boemong bo amohelehang,' me ka nako e ts'oanang, e ke ke ea etsa hore ho be le liphetoho tsa boleng ba sebopeho le thepa ea thepa. Tšebelisano lipakeng tsa 'mele oa motho le' mele oa motho e bonahala haholo-holo ka ho lumellana ha eona le ts'ebetso ea tlhaho.

Ka hona, ka mor'a ho kenngoa 'meleng oa motho, ho kenngoa ha' mele ha hoa lokela ho baka liphello tse mpe tse kang ho kula, ho ruruha le k'hemistri ka liseleng tsa motho, mali le litho tsa 'mele, kapa ho hana 'mele ea batho ba tsoang linaheng tse ling. Ka nako e ts'oanang, ho boetse hoa hlokahala hore li-implants tse hlokang ho kenngoa ka nako e telele li tlameha ho ba le thepa e ntle ea static mechanical, ke hore, matla a lekaneng, modulus e nepahetseng ea elastic, botsitso bo phahameng, ho hanyetsa kutu le ho tšoarella nako e telele. Hona joale ts'ebetso ea ho buoa ea alloy ea titanium e sebelisoa haholo ts'ebetsong ea bongaka, 'me lipatlisiso tsa biocompatibility le tsona li hōlile. Ka hona, polokeho ea likarolo tsa alloy ea titanium tse amanang le khatiso ea 3D e shebana haholo le polokeho ea ts'ebetso ea eona ea biomechanical.

Patlisiso ea hore na 3D e hatisitsoeng ea tšepe e kentsoeng e ka bapisoa le lihlahisoa tse kenngoeng ka kakaretso tsa ts'ebetso ea setso ho latela thepa ea mochini, ho hanyetsa kutu le biocompatibility, le hore na tse ling tsa thepa ea mochini o kentsoeng alloy e ka kopana le ts'ebeliso ea bongaka le maemo a naha a ntse a tsoela pele. Ho fumanoe hore likarolo tse sa fetoheng tsa mochini oa li-implants tsa 3D tse hatisitsoeng tsa titanium li ka fihlela litlhoko tsa bongaka. Lisampole tsa Ti6A14V tse lokiselitsoeng ke mokhoa oa EBM li ile tsa lekoa ka tlhahlobo e tobileng ea khatello le tlhahlobo e chesang ea isostatic. Liphetho li bonts'itse hore matla a lisampole tsa TI6A14V a feta maemo a forging.

Khanyetso ea kutu ea motsoako oa Co-Cr-Mo e lokiselitsoeng ke thekenoloji ea SLM e tšoana le ea alloy e lokiselitsoeng ke mokhoa oa setso, 'me palo ea ho qhibiliha ha ion tikolohong e etsisitsoeng ea mathe ha e na khatiso ea 3D ho feta ea motsoako oa setso. Sehlahisoa sa Ti6A14V se lokiselitsoeng ke thekenoloji ea DMLS se fumanoe ke k'hamphani ea EOS e na le thepa e ts'oanang e tsitsitseng le ho hanyetsa mokhathala joaloka mokhoa o tloaelehileng oa ho etsa ka mor'a ho sebetsa ka mokhoa o utloahalang. Sesebediswa sa porous titanium alloy vertebrae fusion se lokisitsweng ke EBM se ile sa kenngwa mmeleng wa podi mme sa fumana diphetho tse ntle mokgweng wa ho kopanya molomo wa popelo ya dinku. Sebopeho sa lesapo se ne se le betere ho feta sesebelisoa sa PEEK fusion.

Clinically, rekere modulus le thepa e meng ea mechine ea motsoako oa titanium ha e lumellane le thepa ea lesapo la motho, e leng se tla lebisa ketsahalong ea "ho sireletsa khatello ea kelello" karolong ea peripheral lesapo la implant le ho baka lefu la ho fokola ha masapo, ho fella ka ho kenngoa ha masapo, ho lokoloha le ho lahleheloa ke ho kenngoa le ho hlōleha. E le ho fokotsa bothata bona ka li-implants tsa titanium, li-implants tsa porous structure li kene mahlong a bafuputsi. Joale, liphuputso li bonts'itse hore khatiso ea 3D e ka fetola sebopeho sa microstructure ea li-implants ka nepo e phahameng ho fetola modulus ea tsona e otlolohileng le thepa ea mochini, e le hore e tsamaisane le lisele tsa masapo a motho le ho ntlafatsa ts'ebetso ea biomechanical motheong oa ho netefatsa boima ba 'mele bo nepahetseng.

Sebopeho se laoloang sa 'mele oa Ti6AI4V se entsoe ke theknoloji ea ho etsa EBM,' me mohaho o ka hare oa sekheo o fumanoe o lumellana le moralo oa theory tlas'a microscope ea elektronike ea scanning, e fihletseng taolo e nepahetseng ea EBM holim'a sebopeho sa lihlahisoa tse hatisitsoeng tsa 3D. Ka tlhahlobo ea ts'ebetso ea mochini, matla a ho hatella a tšoanang ke 163MPa mme modulus elastic ke 14MPa ho 60.1% pore porosity, e haufi le lesapo la motho. In vitro cell culture e boetse e bonts'a tšebelisano e ntle ea lisele.

Li-scaffolds tsa porous li ile tsa lokisoa ke theknoloji ea EBM ka ho ntlafatsa maemo a moralo, 'me thepa ea bona ea mochini e ile ea hlahlojoa. Ho ile ha fumanoa hore biomechanics ea thepa e entsoeng ka porous e ne e e-na le boemo bo phahameng ba boemo bo phahameng ka ho etsisa mokhoa oa ho lumellana le mohato le ho kenya letsoho. Mefuta e meraro ea titanium e nang le porous e nang le 300gm, 600gm le 900 ~ tm e lokiselitsoeng ke SLM e ile ea kenngoa ka har'a tibia ea mmutla ho batlisisa phello ea pore ratio ho hōla ha masapo. Liphello li bontšitse hore lisele tsa masapo tse nang le 600 ~ m porous structure li ne li e-na le bolelele bo betere le biocompatibility.

Ho latela pono ea kholo ea lesapo, sekala se nang le porosity e feto-fetohang le aperture e tla thusa phetiso le phetiso ea limatlafatsi 'meleng oa motho, hape e ka khothaletsa bokhoni ba kholo ea lesapo, ea eketsa motsoako oa li-implants le libethe tsa masapo, le ho lelefatsa bophelo ba ts'ebeletso ea prosthesis, e le ho fumana litlamorao tse ntle tsa bongaka ho feta sebopeho se tiileng sa titanium alloy. Lilemong tsa morao tjena, li-multi-hole titanium alloy step by step e nkoa e le eona e loketseng ka ho fetisisa ea ho lokisa lisele tse ncha tse thata le lisebelisoa tse ncha, 'me tšebeliso ea li-implant tsa 3D tse hatisitsoeng tsa titanium alloy tse nang le mefuta e sa tšoaneng ea microscopic kapa ka mehaho e boetse e butse tšimo e ncha.