1 Nguyên tắc kỹ thuật là sự chuyển đổi từ các mô hình máy tính sang khả năng thích ứng cơ học sinh học . Khả năng thích ứng phân tích .
Các nguồn chùm năng lượng cao được sử dụng trong in 3D kim loại, như nóng chảy chùm electron (EBM) và tan chảy laser chọn lọc (SLM), để làm tan chảy các lớp kim loại một lớp, tạo ra các cấu trúc rắn và phức tạp trực tiếp . Các lợi ích chính theo sau:
Thích ứng cá nhân: Sử dụng dữ liệu CT/MRI của bệnh nhân, mô hình 3D được xây dựng để đạt được độ chính xác phù hợp hình học là 0,1 mm với xương tự nhiên;
Tạo các lỗ hình hình tổ ong (với kích thước giữa 200-800 μm và độ xốp của 60-80%) để bắt chước cấu trúc của xương tự nhiên giúp độ cứng của vật liệu ({3}}}
Chúng tôi đang tạo ra các rãnh nhỏ trên bề mặt của cấy ghép để hướng dẫn sự phát triển của tế bào theo một hướng cụ thể, thúc đẩy sự phát triển mạch máu thông qua các kênh bên trong và tạo ra một môi trường chữa bệnh bắt chước các điều kiện tự nhiên .}
2 Đổi mới vật liệu: nghề thủ công của các đặc tính cơ học với khả năng tương thích sinh học
Mặc dù hợp kim titan được sử dụng rộng rãi (TI6AL4V) rất tốt để dính vào xương và chống lại rỉ sét, mô đun đàn hồi của nó là 110 GPA có thể gây ra vấn đề gọi là Shielding Shielding ., thế hệ vật liệu tiếp theo đang tiến hành vượt qua hàng rào này
TI TA (75 GPa) và TI Nb (45 GPa) thay đổi cấu trúc mạng của chúng với các nguyên tố tantalum/niobium, làm cho chúng cứng hơn và tương tự như xương .}
Sử dụng công nghệ tan chảy giường bằng laser để xây dựng các lỗ dốc làm giảm tổng mô đun đàn hồi của cấy ghép xuống 5-20 GPA .
Sự lắng đọng của lớp hợp kim titan với hydroxyapatite (HA) hoặc khí sinh học (như 45S5) sẽ cải thiện sự dính của các tế bào hình thành xương và sự tích tụ của vật liệu xương .}
3 Từ việc bắt chước giải phẫu đến tái thiết chức năng sinh học, triết lý thiết kế
Thiết kế xương nhân tạo đi vào vương quốc của việc tu sửa chức năng sau khi vượt qua sự kết hợp của hình thức:
Phương pháp tối ưu hóa cấu trúc liên kết sử dụng phân tích phần tử hữu hạn để bắt chước cách tải được phân phối trong cơ thể, tìm cách tốt nhất để xử lý ứng suất trong khi sử dụng lượng vật liệu ít nhất .
Kiểm soát độ xốp ở các cấp độ khác nhau: lỗ chân lông nhỏ (<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."
Thiết kế thích ứng động: tạo ra một hợp kim kẽm chống lại vi khuẩn và hợp kim magiê phân hủy sinh học bị phá vỡ với tốc độ 0.5-2 mm mỗi năm để đạt được sự thay đổi từ "hỗ trợ tạm thời sang mô xương vĩnh viễn ." "
4 Sản xuất Hệ thống sử dụng độ chính xác cao và yêu cầu kiểm soát chính xác, từ dữ liệu đến thực hành lâm sàng . thực hành Nical . thực hành Nical . thực hành lâm sàng thực hành Nical .
Sáu giai đoạn chính bao gồm toàn bộ quy trình sản xuất . Hệ thống sử dụng một quy trình cao:
Với bảo vệ khí trơ, liên kết luyện kim xảy ra khi laser chạm vào bột, với độ dày lớp được đặt ở độ dày từ 20 đến 50 μm . được đặt từ 20 đến 50 μM .}
Tạo các tệp STL có thể in với mô phỏng để sao chép môi trường cơ sinh học sau khi cấy ghép .
Với bảo vệ khí trơ, liên kết luyện kim xảy ra khi laser chạm vào bột, với độ dày lớp được đặt ở giữa 20 đến 50 μm .
Nóng đẳng hướng loại bỏ căng thẳng nội bộ; Đánh bóng điện hóa giúp tăng cường độ mịn bề mặt thành RA 1 . 6 μm.
Microscopic CT testing for pore connectivity, universal testing machine testing for compressive strength (>200 MPa);
Triệt vị tia gamma đảm bảo tính vô sinh với thời hạn sử dụng hơn năm năm .
5 Ứng dụng lâm sàng: Bước nhảy từ phòng thí nghiệm đến bàn điều hành
Hoạt động phẫu thuật cắt bỏ ngực của Bệnh viện Seventhan Seventhan đã đạt được sửa chữa ổn định cơ thể cột sống thời gian thực thông qua in 3D; Hoạt động phẫu thuật cắt bỏ lồng ngực đã đạt được sửa chữa ổn định cơ thể cột sống thời gian thực thông qua in 3D; Hoạt động phẫu thuật cắt bỏ lồng ngực đã đạt được sửa chữa ổn định cơ thể cột sống thời gian thực thông qua in 3D; Hoạt động phẫu thuật cắt bỏ lồng ngực đã đạt được sửa chữa ổn định cơ thể cột sống thời gian thực thông qua in 3D; Hoạt động phẫu thuật cắt bỏ lồng ngực đã đạt được sửa chữa ổn định cơ thể cột sống thời gian thực thông qua in 3D; Các hoạt động cấy ghép đã được thực hiện trên toàn thế giới, chủ yếu là:
Hoạt động cắt bỏ ngực của Bệnh viện Seventhan Bệnh viện Seventhan đã đạt được sửa chữa ổn định cơ thể cột sống thời gian thực thông qua in 3D;
Sửa chữa gãy xương phức tạp: Viện Fraunhofer ở Đức tưởng tượng xương của Đức cắt giảm thời gian chữa bệnh của Đức bằng 40%.
Cup acetabular in 3D từ Công ty Thụy Sĩ tổng hợp giảm tỷ lệ lỏng lẻo xuống dưới 2% bằng cách xây dựng xốp .
6 Thách thức và khó khăn trong tương lai: Sản xuất chính xác để tái tạo thông minh:
Xương in 3D kim loại vẫn có ba vấn đề chính, mặc dù có lợi ích công nghệ tuyệt vời:
Kiểm soát chi phí: Chi phí tiêu thụ thiết bị là gấp ba đến năm lần so với các phương pháp thông thường;
Hiệu quả in: Một mục duy nhất mất 12 đến 24 giờ để sản xuất .
Những trở ngại theo quy định: FDA và EU CE của Hoa Kỳ đã được chứng nhận chỉ một vài hàng hóa trên toàn thế giới .
Sự phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào các lĩnh vực sau:
Chúng tôi đang phát triển các hợp kim bộ nhớ hình dạng cho phép cấy ghép thích nghi và biến dạng khi được làm nóng đến nhiệt độ cụ thể trong cơ thể .
Kết hợp các tế bào và các yếu tố tăng trưởng cho phép người ta đạt được sự tích hợp của "cấy ghép văn hóa in ."
Cảm biến tích hợp theo dõi tích hợp xương và gửi phản hồi thời gian thực thông qua truyền không dây, do đó đóng vai trò giám sát thông minh .
https: // www . Trung Quốc -3 dprinting . com/metal -3 d in/slm -3 d in-metal