Iwadi Tuntun Wa Awọn Iṣeduro Iṣoogun Titanium Munadoko Pupọ
3D titẹ sita titanium ilana
Ti a ṣe afiwe pẹlu ilana ibile, awọn anfani ti imọ-ẹrọ titẹ sita 3D lati ṣe awọn isiro ifasilẹ iṣẹ abẹ ti ara ẹni jẹ afihan ni akọkọ: awọn abuda titẹjade ọfẹ ti 3D le ni iyara ati ni deede ṣe isọdi ti inu, o le bori aṣa aranmo eekanna gbogbogbo ti aṣa ko ni ibamu pẹlu ara eniyan ati awọn ohun-ini ẹrọ ẹrọ ko to awọn iṣoro boṣewa; Ninu iṣelọpọ ti awọn ẹya idiju ati awọn ọja ti o nira-si-ilana, awọn ẹya ara ẹni ti ara ẹni, ni pataki la kọja nipasẹ awọn ẹya, ko le pade awọn ohun-ini ti ara ati kemikali nikan, ṣugbọn tun mu ibaramu biohistocompatibility.
Awọn anfani jara yii le ni imunadoko bori awọn iṣoro ti o wọpọ ti idabobo aapọn ati iṣẹ ṣiṣe ti ibi kekere ti awọn aranmo. Lọ́wọ́lọ́wọ́ báyìí, àwọn ohun èlò titanium títẹ̀ títẹ̀ 3D tí a sábà máa ń lò tí a sì ń lò lọ́nà gbígbòòrò jẹ́ ìmọ̀ ẹ̀rọ SLM àti ìmọ̀ ẹ̀rọ EBM.
Yiyan lesa yo (SLM) nlo ina lesa bi orisun ooru lati yan awọn ohun elo lulú ti a ti gbe kalẹ lati ṣaṣeyọri dida ni kiakia. Ilana iṣiṣẹ akọkọ ni pe labẹ agbegbe aabo gaasi inert, ohun elo ati ohun elo n ṣakoso ina ina lesa ni ibamu si ọna kika kikun ti ipilẹṣẹ nipasẹ ipo apẹrẹ eto lati yan ati yo Layer kọọkan ti lulú.
Lẹhinna a gbe pẹpẹ naa si isalẹ, a tun gbe lulú lẹẹkansi ati tun ṣe sintering titi ti gbogbo apẹrẹ yoo fi ṣẹda. Idaabobo gaasi inert ṣe idiwọ irin lati fesi pẹlu awọn gaasi miiran ni awọn iwọn otutu giga. Imọ-ẹrọ SLM jẹ titobi pupọ ti awọn ohun elo ṣiṣe, fifipamọ ohun elo ati atunlo, ko nilo lati ṣe apẹrẹ ati mura eto atilẹyin eka, lẹsẹsẹ awọn anfani yii jẹ ki imọ-ẹrọ SLM jẹ lilo pupọ ati siwaju sii.
Bibẹẹkọ, SLM tun ni diẹ ninu awọn aapọn: nitori agbara ina lesa ti o lopin ati Angle deflection galvanometer ọlọjẹ, iwọn awọn ẹya ti a pese sile nipasẹ SLM yoo ni opin; Awọn lasers ti o ni agbara giga ati awọn ohun elo opiti didara jẹ gbowolori lati ṣelọpọ, eyiti o mu ki ẹru eto-ọrọ pọ si diẹ ninu awọn iwọn. Nitori lilo awọn ohun elo lulú ni imọ-ẹrọ SLM, didara dada ti awọn ẹya ti a ṣe apẹrẹ le jẹ iṣoro, eyi ti o nilo ṣiṣe atẹle ti ọja lati lo fun iṣẹ atẹle; Spheroidization ati warping abawọn le tun waye ninu awọn processing ilana, eyi ti o nilo kan siwaju igbese lati muna mu awọn ilana ilana Electron tan ina yo, EBM ni a ilana ti o nlo itanna tan ina bi orisun ooru lati yo irin lulú Layer nipa Layer ni igbale ayika fun ẹrọ afikun.
Awọn oniwe-ṣiṣẹ opo ni: ami-ti a bo lulú, ga-agbara itanna tan ina deflection lẹhin fojusi lati gbe awọn ga agbara ni agbegbe kekere agbegbe lati ọlọjẹ awọn powder Layer lati gbe awọn ga otutu ati paapa yo, nipasẹ awọn elekitironi tan ina lemọlemọfún Antivirus lati gbe awọn agbara laarin awọn yo pool fusion ati solidification, ti sopọ sinu kan laini ati planar irin Layer.
Lẹhin ipari Layer ti isiyi, tun ṣe iṣẹ fifin lulú lati dagba. Ninu ilana iṣelọpọ, EBM gba agbegbe gbigbo afẹfẹ otitọ lati rii daju agbara giga ti ohun elo ati yago fun oxidation ti alloy. Ti a bawe pẹlu SLM, awọn anfani akọkọ ti EBM ni: iran ti o munadoko ti agbara itanna elekitironi n gba agbara ti o kere ju, iyara iṣelọpọ jẹ giga, nitorinaa agbara lapapọ ti gbogbo ẹrọ jẹ giga; Iyapa ti itanna elekitironi ko nilo lati gbe apakan ohun elo, eyiti o ṣe ilọsiwaju iyara ọlọjẹ siwaju. Ayika igbona ti o dara ṣe idaniloju iduroṣinṣin apẹrẹ ti awọn ẹya ti a tẹjade 3D, ṣe idaniloju awọn ohun-ini ẹrọ aimi rẹ, pade awọn ibeere ti ibi, ati lulú irin le tun ṣe atunlo.
Ipo ati ilọsiwaju ti awọn aranmo abẹ ti a tẹjade 3D
Awọn aranmo abẹ ati awọn orthotics pẹlu titẹ sita 3D ni ireti ohun elo ti o ni ileri ni aaye ti osteology. Bayi o wa siwaju ati siwaju sii3D tejede afisinu ohun elogẹgẹbi igbọran AIDS, awọn ẹsẹ alagidi, awọn itọnisọna iṣẹ abẹ orthopedic ti ara ẹni, awọn isẹpo atọwọda, awọn eti ita ti atọwọda, awọn ifibọ ehín ti ara ẹni ati awọn ohun elo miiran ni itọju ti ara ẹni. Gẹgẹbi awọn ijabọ, ni ọdun 2014, awọn oniwadi ni Ile-ẹkọ giga Peking ni aṣeyọri ti gbin ọmọkunrin kan ti o jẹ ọmọ ọdun 12 kan pẹlu 3D ti ara ẹni ti a tẹjade ọpa ẹhin atọwọda pẹlu awọn iho micro, eyiti o jẹ ọran akọkọ ni agbaye. Ni ọdun kanna, awọn dokita ati awọn onimo ijinlẹ sayensi fi ọmọ ọdun marun 5 kan ni Ilu Scotland pẹlu ọpẹ ti a tẹjade 3D.
Ile-iṣẹ Pataki ti Stomatology ti 411th Hospital of the People's Liberation Army ni ifijišẹ lo imọ-ẹrọ EBM lati ṣe aṣa ati gbin mandibular titanium alloy afisinu pẹlu simulation ti ara ẹni ti ara ẹni ti anatomi fun alaisan isọdọtun hemimaxillary. Lakoko iṣẹ naa, atunṣe ti mandible ti o ni aisan ati atunṣe iṣẹ-ṣiṣe ti ẹni-kọọkan ti pari ni akoko kan, ati pe mandible ti o ni abawọn ti ni atunṣe ati atunṣe. Ipa lẹhin iṣẹ abẹ jẹ itẹlọrun. Lethaus B ati awọn oniwadi miiran lo imọ-ẹrọ titẹ sita 3D lati tun ṣe egungun ati awọn flaps microvascular ni awọn alaisan 20 ti o ni isunmọ mandibular, eyiti o dinku akoko iṣiṣẹ ati ilọsiwaju didara iṣẹ, ati pe ipa lẹhin iṣiṣẹ dara. Ni awọn ọdun aipẹ, iru awọn iroyin ati iwadii ti farahan ni ṣiṣan ailopin, eyiti o ṣe afihan awọn ifojusọna ohun elo to dara ti titẹ 3D ni aaye iṣoogun.
Ni ẹgbẹ ti awọn ọja orthopedic, awọn ohun elo afọwọsi iṣẹ-abẹ ti a tẹjade 3D tun n lọ siwaju si iṣowo ati titaja. Ni ọdun 2007, awọn agolo acetabulum ti a tẹjade 3D bioprinted pẹlu awọn scaffolders tissu lile ti o dagbasoke nipasẹ ile-iṣẹ Italia Adler Ortho ati LIma-LTO ti kọja iwe-ẹri CE. Ọja Exactech ti fọwọsi nipasẹ FDA ni ọdun 2010. Ni ọdun 2009, ohun elo idapọ ara-titanium ti a ṣe nipasẹ ile-iṣẹ AMT Amẹrika nipa lilo titẹ 3D tun kọja iwe-ẹri EU CE. Ni ọdun 2013, ọja ifisinu timole timole akọkọ ni Ilu Amẹrika ti fọwọsi nipasẹ FDA, eyiti o tun jẹ eeya ara ẹni PEEK ti ara ẹni akọkọ ti ara ẹni ni agbaye.
Lori ipilẹ yii, ni ọdun 2014, Ile-iṣẹ Oxford United States gba ifọwọsi FDA fun titẹ sita 3D maxillofacial awọn ọja egungun (ipo 5IOK). Ni afikun, o royin pe ni Oṣu Kẹsan ọdun 2015, 3D ti a tẹjade eniyan afisinu - isẹpo atọwọda atọwọda ti o dagbasoke nipasẹ Ile-iwosan Kẹta ti Isegun Beijing ati Beijing Aikang Yicheng Equipment Equipment Co., LTD., Ti forukọsilẹ nipasẹ Ile-iṣẹ Ounje ati Oògùn ti Ipinle. Apapọ ibadi ti a tẹjade 3D ti wọ inu “ipele iṣelọpọ pupọ”, eyiti o tumọ si pe awọn ohun elo 3D ti China ti tun wọ inu ipele ti iṣelọpọ.
Imọ-ẹrọ titẹ sita 3D ti ṣe afihan ipa pataki ti o pọ si ni imọ-jinlẹ iṣoogun ati ĭdàsĭlẹ imọ-ẹrọ, ati iwadii ati ohun elo ti ọpọlọpọ awọn prostheses ti ara ẹni ti ara ẹni, awọn ẹsẹ alafọwọyi, awọn aranmo ehín ati awọn apakan miiran tun jẹ lọpọlọpọ ati siwaju sii. Nitorinaa, igbelewọn biosafety ti awọn aranmo ti a pese sile nipasẹ ilana tuntun yii nilo akiyesi diẹ sii ati siwaju sii.
Iwadi lori biosafety ti titanium titẹ sita 3D
Aabo awọn ohun elo biomedical jẹ afihan ni akọkọ ninu ibaraenisepo laarin awọn tisọ ati awọn ohun elo. Ni ibere fun awọn ohun elo irin biomedical lati pade awọn iṣedede ti awọn ẹrọ ti a fi sii, o gbọdọ nilo pe ifa ti o ṣẹlẹ nipasẹ didasilẹ ninu ara eniyan wa ni ipele itẹwọgba, ati ni akoko kanna, ko le fa awọn ayipada agbara ni eto ati awọn ohun-ini ti ohun elo naa. Ibaraṣepọ laarin ara eniyan ati ara eniyan jẹ afihan ni akọkọ ninu ibaramu biocompatibility ati iṣẹ ti ibi.
Nitorinaa, lẹhin didasilẹ ninu ara eniyan, afisinu ko yẹ ki o fa awọn aati ikolu bii aleji, igbona ati kemistri ninu awọn sẹẹli eniyan, ẹjẹ ati awọn ara, tabi ijusile awọn ara ajeji eniyan. Ni akoko kanna, o tun nilo pe awọn ifibọ ti o nilo lati fi sii fun igba pipẹ gbọdọ ni awọn ohun-ini ẹrọ aimi to dara, iyẹn ni, agbara to, modulus rirọ ti o yẹ, iduroṣinṣin to gaju, resistance ibajẹ ti o dara ati agbara to tọ. Bayi gbingbin abẹ ti titanium alloy ti wa ni lilo pupọ ni adaṣe ile-iwosan, ati pe iwadii biocompatibility tun ti dagba. Nitorinaa, aabo ti awọn ẹya alloy titanium ti o ni ibatan si titẹjade 3D ni akọkọ fojusi lori aabo ti iṣẹ biomechanical rẹ.
Iwadi lori boya ohun elo 3D ti a tẹjade jẹ afiwera si awọn ọja ifasilẹ gbogbogbo ti ilana ibile ni awọn ofin ti awọn ohun-ini ẹrọ, ipata ipata ati biocompatibility, ati boya diẹ ninu awọn ohun-ini ẹrọ aimi ti ohun elo alloy le pade ohun elo ile-iwosan ati awọn iṣedede orilẹ-ede tun wa ni ilọsiwaju. O ti rii pe awọn ohun-ini ẹrọ aimi apa kan ti awọn aranmo titanium ti a tẹjade le pade awọn iwulo ile-iwosan. Awọn ayẹwo Ti6A14V ti a pese sile nipasẹ ilana EBM ni idanwo nipasẹ idanwo fifẹ taara ati idanwo titẹ isostatic gbona. Awọn abajade fihan pe agbara ti awọn ayẹwo TI6A14V kọja boṣewa ayederu.
Idena ipata ti Co-Cr-Mo alloy ti a pese sile nipasẹ imọ-ẹrọ SLM jẹ iru ti alloy ti a pese sile nipasẹ ilana ibile, ati iye ti itu ion ti o wa ni ayika iyọ ti a ṣe simulated jẹ kere si 3D titẹ sita ju ti ilana ilana ibile. Ọja Ti6A14V ti a pese sile nipasẹ imọ-ẹrọ DMLS ni a rii nipasẹ ile-iṣẹ EOS lati ni awọn ohun-ini ẹrọ aimi kanna ati aarẹ aarẹ gẹgẹbi aarọ atọwọdọwọ nipasẹ ṣiṣe lẹhin-ilọsiwaju. Ẹrọ idapọmọra ohun elo titanium alloy vertebrae porous ti a pese silẹ nipasẹ EBM ni a gbin sinu ara ewurẹ ati pe o ṣaṣeyọri awọn abajade to dara ni awoṣe idapọ ti cervical ti agutan. Ni wiwo ohun elo egungun dara ju ẹrọ idapọ PEEK lọ.
Ni ile-iwosan, modulu rirọ ati awọn ohun-ini ẹrọ miiran ti alloy titanium ko baramu awọn ohun-ini ti egungun eniyan, eyiti yoo yorisi iṣẹlẹ ti “idaabobo wahala” ninu iṣan egungun agbeegbe ti gbigbin ati fa osteoporosis, ti o yorisi gbigba egungun, loosening ati isonu ti gbin ati ikuna. Lati le dinku iṣoro yii pẹlu awọn ohun elo titanium, awọn ohun elo eleto ti o ti wọ inu oju awọn oniwadi. Ni bayi, awọn ijinlẹ ti fihan pe titẹ sita 3D le ṣatunṣe microstructure ti awọn aranmo pẹlu konge giga lati yi awọn modulu rirọ wọn ati awọn ohun-ini ẹrọ, ki o le baamu pẹlu ẹran ara eegun eniyan ati siwaju ilọsiwaju awọn iṣẹ biomechanical lori ipilẹ ti aridaju fifuye ti ẹkọ iwulo ti ẹkọ iwulo.
Ilana ti iṣakoso ti ara Ti6AI4V jẹ iṣelọpọ nipasẹ imọ-ẹrọ ti o ṣẹda EBM, ati pe a rii pe eto ofo inu inu wa ni ibamu pẹlu apẹrẹ imọ-jinlẹ labẹ ẹrọ atẹwe elekitironi, eyiti o ṣaṣeyọri iṣakoso deede ti EBM lori eto ti awọn ọja titẹjade 3D. Nipasẹ idanwo iṣẹ ṣiṣe ẹrọ, agbara ifasilẹ ti o baamu jẹ 163MPa ati modulus rirọ jẹ 14MPa ni 60.1% pore porosity, eyiti o sunmọ egungun eniyan. Aṣa sẹẹli in vitro tun ṣe afihan ibaramu sẹẹli ti o dara.
Awọn scaffolds la kọja ni a pese sile nipasẹ imọ-ẹrọ EBM nipasẹ iṣapeye ti awọn paramita apẹrẹ, ati pe a ṣe iṣiro awọn ohun-ini ẹrọ wọn. A rii pe awọn ohun elo biomechanics ti awọn ohun elo la kọja ti a ṣe ni iwọn giga ti o ga julọ ni simulation ti ibamu alakoso ati ibaramu gbingbin. Awọn oriṣi mẹta ti titanium porous pẹlu 300gm, 600gm ati 900~tm ti a pese sile nipasẹ SLM ni a gbin sinu tibia ehoro lati ṣe iwadii ipa ti ipin pore lori idagbasoke egungun. Awọn esi ti fihan pe awọn egungun egungun pẹlu 600 ~ m la kọja ilana ni ipari to dara julọ ati biocompatibility.
Lati oju-ọna ti idagbasoke egungun, atẹlẹsẹ pẹlu porosity adijositabulu ati iho yoo jẹ itunnu diẹ sii si gbigbe ati gbigbe awọn ounjẹ ninu ara eniyan, ati pe o tun le ṣe igbelaruge agbara ti idagbasoke egungun, pọ si apapọ ti awọn aranmo ati awọn ibusun egungun, ati fa igbesi aye iṣẹ ti prosthesis, ki o le gba awọn ipa iṣoogun ti o dara julọ ju ohun elo titanium to lagbara. Ni odun to šẹšẹ, olona-iho titanium alloy igbese nipa igbese ti wa ni ka lati wa ni awọn julọ bojumu isẹgun titun àsopọ lile titunṣe ati awọn ohun elo rirọpo, ati awọn ohun elo ti 3D tejede titanium alloy aranmo pẹlu orisirisi airi ẹya tabi nipasẹ awọn ẹya ti tun ṣii soke titun kan aaye.