1 Prinsip Teknikal adalah peralihan dari model komputer ke kebolehsuaian biomekanik . penyesuaian analitik .
Sumber rasuk tenaga tinggi digunakan dalam percetakan 3D logam, seperti peleburan rasuk elektron (EBM) dan pencairan laser terpilih (SLM), untuk mencairkan serbuk logam satu lapisan pada satu masa, mewujudkan struktur pepejal dan kompleks secara langsung . manfaat utama mengikut dari:
Adaptasi Individu: Menggunakan data CT/MRI pesakit, model 3D dibina untuk mencapai ketepatan padanan geometri 0.1 milimeter dengan tulang semula jadi;
Membuat lubang berbentuk lebah (dengan saiz antara 200-800 μm dan keliangan 60-80%) untuk meniru struktur tulang semula jadi membantu kekakuan bahan (1-10 gpa)
Kami mencipta alur kecil di permukaan implan untuk membimbing pertumbuhan sel dalam arah tertentu, menggalakkan pembangunan saluran darah melalui saluran dalaman, dan mewujudkan persekitaran penyembuhan yang meniru keadaan semula jadi .
2 Inovasi Bahan: Kraf Juggling Ciri -ciri Mekanikal Dengan Biokompatibiliti
Walaupun aloi titanium yang digunakan secara meluas (Ti6al4v) sangat bagus untuk melekat pada tulang dan memerangi karat, modulus elastik 110 GPa boleh menyebabkan masalah yang disebut tekanan perisai . generasi material yang akan datang membuat kemajuan dalam mengatasi halangan ini .
Ti Ta (75 GPa) dan Ti Nb (45 GPa) aloi mengubah struktur kekisi mereka dengan unsur -unsur tantalum/niobium, menjadikannya lebih berat dan lebih mirip dengan tulang .
Menggunakan teknologi lebur bed laser untuk membina lubang kecerunan menurunkan modulus elastik implan ke 5-20 gpa .
Pemendapan salutan aloi titanium dengan hydroxyapatite (ha) atau bioglass (seperti 45S5) akan meningkatkan melekat sel-sel pembentuk tulang dan pembentukan bahan tulang .
3 Dari tiruan anatomi ke pembinaan semula fungsi biologi, falsafah reka bentuk
Reka bentuk tulang buatan memasuki bidang pembentukan semula fungsi selepas melampaui bentuk yang sepadan:
Kaedah pengoptimuman topologi menggunakan analisis elemen terhingga untuk meniru bagaimana beban diedarkan di dalam badan, mencari cara terbaik untuk mengendalikan tekanan semasa menggunakan jumlah paling sedikit bahan .
Mengawal keliangan pada tahap yang berbeza: liang kecil (<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."
Reka Bentuk Adaptif Dinamik: Buat aloi zink yang melawan bakteria dan aloi magnesium biodegradable yang pecah pada kadar 0.5-2 mm setahun untuk mencapai perubahan dari "sokongan sementara untuk tisu tulang tetap ."
4 Pembuatan Sistem menggunakan ketepatan yang tinggi dan memerlukan kawalan yang tepat, dari data ke amalan klinikal . amalan nical . amalan nical . amalan amalan klinikal .
Enam fasa utama terdiri daripada keseluruhan proses pembuatan . Sistem menggunakan proses yang tinggi:
Dengan perlindungan gas inert, ikatan metalurgi berlaku apabila laser menyentuh serbuk, dengan ketebalan lapisan ditetapkan antara 20 dan 50 μm . ketebalan ditetapkan antara 20 dan 50 μm .
Buat fail STL yang boleh dicetak dengan meniru untuk meniru persekitaran biomekanik berikut implan .
Dengan perlindungan gas lengai, ikatan metalurgi berlaku apabila laser menyentuh serbuk, dengan ketebalan lapisan ditetapkan antara 20 dan50 μm .
Tekan isostatik panas menghilangkan ketegangan dalaman; Penggilap elektrokimia meningkatkan kelancaran permukaan ke RA 1 . 6 μm.
Microscopic CT testing for pore connectivity, universal testing machine testing for compressive strength (>200 MPa);
Sterilisasi sinar gamma menjamin kemandulan dengan jangka hayat lebih dari lima tahun .
5 Aplikasi Klinikal: Lompat dari Makmal ke Jadual Operasi
Operasi reseksi en blok thoracic Ovzhongshan Hospital Ketujuh mencapai pembaikan kestabilan badan masa nyata melalui percetakan 3D; Operasi reseksi en bloc toraks mencapai pembaikan kestabilan badan tulang belakang masa nyata melalui percetakan 3D; Operasi reseksi en bloc toraks mencapai pembaikan kestabilan badan tulang belakang masa nyata melalui percetakan 3D; Operasi reseksi en bloc toraks mencapai pembaikan kestabilan badan tulang belakang masa nyata melalui percetakan 3D; Operasi reseksi en bloc toraks mencapai pembaikan kestabilan badan tulang belakang masa nyata melalui percetakan 3D; Operasi implan telah dijalankan di seluruh dunia, kebanyakannya untuk:
Operasi reseksi en blok thoracic Zhongshan Seventh Hospital mencapai pembaikan kestabilan badan tulang belakang masa nyata melalui percetakan 3D;
Pembaikan Fraktur Kompleks: Institut Fraunhofer di perancah trabekular yang meniru tulang Jerman memotong masa penyembuhan dengan 40%.
Cawan acetabular yang dicetak 3D dari sintesis syarikat Swiss menurunkan kadar kelonggaran ke bawah 2% dengan cara pembinaan berliang .
6 Cabaran dan Kesukaran Masa Depan: Pembuatan Ketepatan untuk Penjanaan Pintar:
Tulang yang dicetak 3D logam masih mempunyai tiga masalah utama, walau apa pun manfaat teknologi yang hebat:
Kawalan Kos: Peralatan kos yang boleh dibeli adalah tiga hingga lima kali kaedah konvensional;
Kecekapan Percetakan: Satu item mengambil masa 12 hingga 24 jam untuk menghasilkan .
Halangan pengawalseliaan: FDA AS dan EU CE telah mengesahkan hanya beberapa barangan di seluruh dunia .
Pembangunan masa depan akan memberi tumpuan kepada bidang berikut:
Kami sedang membangunkan aloi memori bentuk yang membolehkan implan menyesuaikan diri dan ubah bentuk apabila dipanaskan pada suhu tertentu dalam badan .
Menggabungkan sel dan faktor pertumbuhan membolehkan seseorang mencapai integrasi "transplantasi budaya percetakan ."
Sensor bersepadu menjejaki integrasi tulang dan menghantar maklum balas masa nyata melalui penghantaran tanpa wayar, dengan itu bertindak sebagai pemantauan pintar .
https: // www . China -3 dprinting . com/metal -3 d-printing/slm -3 d-printing-metal . html