Nguyên tắc kỹ thuật: Ảnh hưởng hài hòa của tối ưu hóa cấu trúc và lựa chọn vật liệu
Bí mật của việc sử dụng công nghệ in 3D với kim loại để cải thiện hiệu suất của thiết bị y tế có nguy cơ cao là lựa chọn vật liệu đặc biệt và khả năng tối ưu hóa cấu trúc .
Lựa chọn vật liệu:
Vì kim loại y tế thường được sử dụng nhất, hợp kim titan (Ti6AL4V) tự nhiên phát triển lớp bảo vệ titan dioxide (TiO₂) phong phú trên bề mặt của nó, do đó ngăn chặn sự ăn mòn từ chất lỏng của con người .
Trong các tình huống ma sát cao, hợp kim crom coban cho thấy khả năng chống mài mòn và độ cứng nổi bật; Lớp phủ oxit được phát triển trên bề mặt cải thiện khả năng chống ăn mòn thậm chí nhiều hơn . chủ yếu được sử dụng trong các môn học như khớp giả và stent tim mạch .}
Xây dựng titan xốp: Phương pháp tan chảy giường trong laser (PBF-LB) tạo ra titan xốp không chỉ sửa đổi độ cứng cấy ghép mà còn kích thích sự phát triển mô xương bằng cấu trúc lỗ rỗng phức tạp của nó, do đó cho phép lưu thông chất lỏng và giảm nguy cơ ăn mòn cục bộ.}}}
Tối ưu hóa cấu trúc:
Thiết kế lỗ chân lông phức tạp: in 3D kim loại giúp việc có được các cấu trúc lỗ rỗng phức tạp thách thức với các phương pháp thông thường . bằng cách tối ưu hóa phân phối căng thẳng và giảm khả năng mắc bệnh ăn mòn, các lỗ chân lông này không chỉ giúp thiết bị cân nặng mà còn làm tăng tuổi thọ và độ tin cậy .
Các vật liệu có đặc điểm được phân loại chức năng: đạt được các biến thể độ dốc trong thành phần vật liệu bên trong cùng một thành phần sẽ giúp tăng khả năng chống ăn mòn ở những nơi cụ thể trong khi bảo tồn sức mạnh cấu trúc chung và độ bền .}
Mặc dù công nghệ in 3D kim loại đã được chứng minh là những lợi ích lớn trong việc sản xuất các thiết bị y tế có nguy cơ cao, nhưng việc sử dụng rộng rãi của nó vẫn đối mặt với một số khó khăn .
Hạn chế vật liệu: Các vấn đề tài chính với các vật liệu có giá cao, hiệu suất cao như Hợp kim Titan hạn chế sử dụng các thiết bị y tế vứt bỏ . điều tra các vật liệu chi phí thấp như thép không gỉ cấp y tế (như 316L) và giảm giá vật liệu bằng cách sản xuất hàng loạt là một phần của giải pháp .
Các vật liệu suy giảm: Để có được tốc độ suy thoái có thể quản lý được, các đặc tính phân hủy nhanh của các vật liệu phân hủy sinh học như hợp kim magiê và hợp kim kẽm in vivo cần được điều chỉnh thêm .}}}}}}}}}}}}}}}}
Độ chính xác sau xử lý và độ chính xác in:
Tính đồng nhất của cấu trúc tốt: chất lượng cơ học và khả năng chống ăn mòn của thiết bị phụ thuộc vào tính đồng nhất của cấu trúc lỗ chân lông-có 0 . kích thước lỗ rỗng 5 mm .
Những đổi mới công nghệ sau xử lý: Thiết bị phải trải qua quá trình xử lý hậu kỳ, bao gồm đánh bóng và mài, để loại bỏ các lỗ hổng bề mặt và tăng khả năng chống ăn mòn và khả năng tương thích sinh học sau khi in .}
Các vấn đề thất bại và chính sách khử trùng:
Vật liệu, bao gồm các hợp kim và polyme titan, có thể thất bại với việc khử trùng nhiệt lặp đi lặp
Quy tắc và hướng dẫn:
Thiết bị y tế được sản xuất trong 3D phải tuân theo các quy định nghiêm ngặt, bao gồm quy trình phê duyệt của FDA . để tiến hành phê duyệt và hỗ trợ ra mắt thị trường của cấy ghép 3D, Amnovis đã gửi một tệp chính đến FDA .
Những lợi ích của công nghệ in 3D kim loại trong lĩnh vực thiết bị y tế có nguy cơ cao sẽ khuyến khích sự phát triển của các lĩnh vực y tế thông minh và phù hợp .
Phát minh vật chất:
Tạo các hợp kim tương thích sinh học mới với mô đun đàn hồi thấp nhưng khả năng chống ăn mòn lớn, chẳng hạn như hợp kim Tita và Tinb, do đó làm giảm sự che chắn ứng suất .}
Điều tra các vật liệu lớp phủ thông minh-Such như lớp phủ tự phục hồi để cải thiện khả năng chống ăn mòn của thiết bị và tuổi thọ còn hơn nữa
Kết hợp công nghệ:
Kết hợp các phương pháp trí tuệ nhân tạo để tối đa hóa cấu trúc vi mô thiết bị-such như mức độ ăn mòn dựa trên máy học và dự đoán vị trí-sau đó tập trung thiết kế cấu trúc .
Khuyến khích sử dụng các cấu trúc xốp được phân loại chức năng để đạt được các thiết kế tùy chỉnh cho các bộ phận khác nhau của thiết bị, do đó cải thiện hiệu suất cơ học và khả năng chống ăn mòn tổng thể .
Kiểm soát chi phí: Vì giá của thiết bị in 3D kim loại cục bộ đã giảm xuống còn 60% thiết bị nhập khẩu, chi phí vật liệu sẽ tiếp tục giảm khi khuyến khích sản xuất hàng loạt .
Tăng cường chuyển đổi công nghệ in 3D kim loại từ tùy chỉnh cao cấp sang các ứng dụng quy mô lớn bằng cách tăng tốc độ in, giảm chi phí lao động và do đó tạo điều kiện cho .}
Các kỹ thuật khử trùng nhiệt độ thấp phù hợp với thiết bị y tế được in 3D giúp ngăn chặn sự phân hủy vật liệu do khử trùng nhiệt độ cao .
Với các thiết bị y tế được in 3D được sử dụng rộng rãi, các quy định và tiêu chuẩn thích hợp sẽ tiếp tục phát triển để đảm bảo sự an toàn và hiệu quả của các sản phẩm .
https: // www . Trung Quốc -3 dprinting . com/metal -3 d in/in 3D in-orthopedic-implant . html