Nouvo etid jwenn enplantasyon medikal Titanium trè efikas

3D enprime Titàn pwosesis

Konpare ak pwosesis tradisyonèl la, avantaj ki genyen nan teknoloji enprime 3D pou fabrike figi implant chirijikal pèsonalize yo sitou reflete nan: 3D enprime karakteristik gratis fòme ka byen vit ak presizyon Customize implant entèn la, ka simonte fòm tradisyonèl implant inivèsèl la se enkonpatib ak kò imen an ak pwopriyete mekanik li yo pa jiska pwoblèm estanda; Nan envantè de estrikti konplèks ak pwodwi difisil-a-pwosesis, pèsonalize mikwo-estrikti, espesyalman pore nan estrikti, pa ka sèlman satisfè pwopriyete espesifik fizik ak chimik, men tou, amelyore biohistocompatibility.

Seri avantaj sa a ka efektivman simonte pwoblèm komen nan pwoteksyon estrès ak aktivite byolojik ki ba nan implants. Kounye a, alyaj ki pi souvan itilize ak lajman itilize 3D enprime Titàn yo se teknoloji SLM ak teknoloji EBM.

Selektif Lazè Fizyon (SLM) sèvi ak lazè kòm yon sous chalè pou oaza irradiation materyèl poud pre-mete pou reyalize rapid k ap fonn fòme. Prensip prensipal la k ap travay se ke anba anviwònman pwoteksyon gaz inaktif la, enstriman an ak ekipman kontwole gwo bout bwa a lazè dapre chemen an optik ranpli ki te pwodwi pa mòd nan konsepsyon sistèm yo chwazi ak fonn chak kouch poud.

Lè sa a, platfòm la deplase desann, poud mete ankò epi SINTERING repete jiskaske fòm nan antye fòme. Pwoteksyon gaz inaktif la anpeche metal la reyaji ak lòt gaz nan tanperati ki wo. Teknoloji SLM se yon seri trè laj nan materyèl fòme, ekonomize materyèl ak resikle, pa bezwen konsepsyon ak prepare sistèm sipò konplèks, seri sa a nan avantaj fè teknoloji SLM se pi plis ak plis lajman itilize.

Sepandan, SLM tou gen kèk dezavantaj: akòz pouvwa a lazè limite ak eskanè galvanomètr devyasyon Angle, seri a gwosè nan pati ki prepare pa SLM yo pral limite; Lazè gwo pouvwa ak ekipman optik-wo kalite yo chè pou fabrike, sa ki ogmante fado ekonomik la nan yon sèten mezi. Akòz itilizasyon materyèl poud nan teknoloji SLM, bon jan kalite sifas pati moule yo ka gen pwoblèm, ki mande tretman segondè nan pwodwi a pou itilize pou travay ki vin apre; Spheroidization ak deformation domaj yo ka rive tou nan pwosesis pwosesis la, ki mande pou yon etap pi lwen pou estrikteman optimize pwosedi pwosesis Electron gwo bout bwa k ap fonn, EBM se yon pwosesis ki itilize gwo bout bwa elèktron kòm sous chalè pou fonn metal poud kouch pa kouch nan anviwònman vakyòm pou fabrikasyon aditif.

Prensip k ap travay li se: poud pre-kouvwi, segondè-enèji elektwon gwo bout bwa defleksyon apre konsantre yo pwodwi gwo enèji nan ti zòn lokal la pou eskane kouch poud la pou pwodwi tanperati ki wo e menm fonn, atravè optik kontinyèl elektwon pou pwodwi enèji ant fizyon pisin fonn ak solidifikasyon, konekte nan yon kouch metal lineyè ak planè.

Apre fini kouch aktyèl la, repete operasyon an tap mete poud pou fòme. Nan pwosesis pwodiksyon an, EBM adopte anviwònman k ap fonn lè a vre pou asire gwo fòs materyèl la epi evite oksidasyon alyaj la. Konpare ak SLM, avantaj prensipal yo nan EBM yo se: jenerasyon efikas nan pouvwa gwo bout bwa elèktron konsome mwens pouvwa, vitès pwodiksyon an wo, se konsa ke aktyèl pouvwa total machin nan se wo; Devyasyon nan gwo bout bwa a elèktron pa bezwen deplase pati nan ekipman, ki plis amelyore vitès la optik. Anviwònman an bon tèmik asire estabilite nan fòm nan pati enprime 3D, asire pwopriyete estatik mekanik li yo, satisfè kondisyon byolojik, ak poud metal la kapab tou resikle.

Estati a ak pwogrè nan 3D enprime implants chirijikal

Enplantasyon chirijikal ak ortèz ak enprime 3D gen yon pwospè aplikasyon pwomèt nan domèn osteoloji. Koulye a, gen pi plis ak plis3D enprime materyèl implanttankou SIDA pou tande, manm pwotèz, gid chiriji òtopedik pèsonalize, jwenti atifisyèl, zòrèy ekstèn atifisyèl, implants dantè pèsonalize ak lòt aplikasyon pou tretman klinik pèsonalize. Dapre rapò, nan 2014, chèchè nan Peking University avèk siksè implante yon ti gason 12-zan ak yon kolòn vètebral atifisyèl 3D enprime pèsonalize ak mikwo-twou, ki te premye ka a nan mond lan. Nan menm ane a, doktè ak syantis ekipe yon ti fi 5-zan nan Scotland ak yon palmis pwotèz enprime 3D.

Sant Espesyalite Stomatoloji nan Lopital 411th Lame Liberasyon Pèp la te itilize avèk siksè teknoloji EBM pou koutim ak enplante yon enplantasyon alyaj mandibulè Titàn ak simulation trè pèsonalize nan anatomi pou yon pasyan reseksyon hemimaxillary. Pandan operasyon an, reseksyon mandib malad la ak reparasyon fonksyonèl endividyèl yo te konplete nan yon sèl fwa, epi mandibule ki defektye yo te repare endividyèlman ak rekonstwi. Efè apre operasyon an te satisfezan. Lethaus B ak lòt chèchè yo te itilize teknoloji enprime 3D pou rekonstwi zo ak mikwovaskilè vole nan 20 pasyan ki gen reseksyon mandibulè, ki te vin pi kout tan operasyon an ak amelyore kalite operasyon an, ak efè apre operasyon an te bon. Nan dènye ane yo, nouvèl ak rechèch menm jan an te parèt nan yon kouran kontinuèl, ki konplètman reflete kandida yo aplikasyon bon nan enprime 3D nan domèn medikal la.

Sou bò a nan pwodwi topedik, 3D enprime materyèl implant chirijikal yo tou piti piti deplase nan direksyon komèsyalizasyon ak mache. An 2007, tas acetabulum enprime 3D bioprinted ak echafodaj tisi difisil devlope pa konpayi Italyen Adler Ortho ak LIma-LTO te pase sètifikasyon CE. Pwodwi Exactech a te apwouve pa FDA an 2010. An 2009, aparèy fizyon tout-Titàn kò ki te pwodwi pa konpayi Ameriken AMT ki itilize enprime 3D te pase tou sètifikasyon CE Inyon Ewopeyen an. Nan 2013, FDA a te apwouve premye pwodwi bioprinted zo bwa tèt nan Etazini, ki se tou premye pèsonalize 3D enprime zo bwa tèt PEEK figi implant nan mond lan.

Sou baz sa a, nan 2014, Etazini Oxford Konpayi an te resevwa apwobasyon FDA pou enprime 3D pwodwi zo maxillo-facial (mòd 5IOK). Anplis de sa, li rapòte ke nan mwa septanm nan 2015, 3D enprime imen implant - atifisyèl jwenti anch devlope pa Twazyèm Lopital Beijing Medsin ak Beijing Aikang Yicheng Ekipman Medikal Co, LTD., te anrejistre pa Administrasyon Eta Manje ak Dwòg. 3D enprime jwenti anch lan te antre nan "etap pwodiksyon an mas", ki vle di ke enplantasyon enprime 3D Lachin nan te tou demisyone nan etap pwodiksyon an.

Teknoloji enprime 3D te montre yon wòl de pli zan pli enpòtan nan syans medikal ak inovasyon teknoloji, ak rechèch la ak aplikasyon nan divès kalite pwotèz implant pèsonalize, manm pwotèz, implant dantè ak lòt aspè yo tou pi plis ak plis vaste. Kidonk, evalyasyon biosekirite enplantasyon ki prepare pa nouvo pwosesis sa a bezwen plis ak plis atansyon.

Rechèch sou biosekirite nan Titàn enprime 3D

Sekirite nan materyèl byomedikal sitou reflete nan entèraksyon ki genyen ant tisi ak materyèl. Nan lòd pou materyèl metal byomedikal yo satisfè estanda yo nan aparèy implanté, li dwe mande ke reyaksyon an ki te koze pa enplantasyon nan kò imen an se nan yon nivo akseptab, epi an menm tan an, li pa ka pwovoke chanjman kalitatif nan estrikti a ak pwopriyete nan materyèl la. Se entèraksyon ki genyen ant kò imen ak kò imen sitou reflete nan byokonpatibilite li yo ak fonksyon byolojik.

Se poutèt sa, apre enplantasyon nan kò imen an, implant la pa ta dwe lakòz reyaksyon negatif tankou alèji, enflamasyon ak chimi nan selil imen, san ak ògàn, oswa rejè a nan kò etranje imen. An menm tan an, li nesesè tou ke enplantasyon yo ki bezwen implante pou yon tan long dwe gen bon pwopriyete estatik mekanik, se sa ki, ase fòs, modil elastik apwopriye, estabilite segondè, bon rezistans korozyon ak dirab dirab. Koulye a, enplantasyon an chirijikal nan alyaj Titàn se lajman ki itilize nan pratik klinik, ak rechèch la biocompatibility se tou matirite. Se poutèt sa, sekirite nan pati alyaj Titàn ki gen rapò ak enprime 3D sitou konsantre sou sekirite nan fonksyon byomekanik li yo.

Rechèch la sou si 3D enprime metal enplantasyon an konparab ak pwodwi implant jeneral nan pwosesis tradisyonèl la an tèm de pwopriyete mekanik, rezistans korozyon ak byokonpatibilite, epi si kèk nan pwopriyete yo estatik mekanik nan implant alyaj la ka satisfè aplikasyon an klinik ak estanda nasyonal yo toujou nan pwogrè. Li te jwenn ke pwopriyete yo estatik pasyèl mekanik nan 3D enprime Titàn implants ka satisfè bezwen klinik yo. Echantiyon Ti6A14V prepare pa teknik EBM yo te teste pa tès dirèk tansyon ak cho izostatik peze tès. Rezilta yo te montre ke fòs echantiyon TI6A14V depase estanda forge a.

Rezistans korozyon nan alyaj Co-Cr-Mo prepare pa teknoloji SLM a se menm jan ak sa yo ki nan alyaj la prepare pa pwosesis tradisyonèl la, ak kantite lajan an nan disolisyon ion nan anviwònman an saliv simulation se mwens enprime 3D pase sa yo ki nan alyaj la pwosesis tradisyonèl yo. Pwodwi Ti6A14V ki te prepare pa teknoloji DMLS te jwenn pa konpayi EOS yo gen menm pwopriyete estatik mekanik ak rezistans fatig kòm Forge tradisyonèl la atravè pwosesis rezonab apre. Te mouye Titàn alyaj vèrtèb fizyon aparèy la prepare pa EBM te implanté nan kò kabrit ak reyalize bon rezilta nan modèl la fizyon nan matris nan mouton. Koòdone nan zo-materyèl te pi bon pase aparèy fizyon PEEK.

Klinikman, modil elastik la ak lòt pwopriyete mekanik nan alyaj Titàn pa matche ak pwopriyete yo nan zo imen, ki pral mennen nan fenomèn nan "pwoteksyon estrès" nan tisi a zo periferik nan implant la ak lakòz maladi osteyopowoz la, sa ki lakòz absòpsyon zo, detachman ak pèt nan implant la ak echèk. Yo nan lòd yo diminye pwoblèm sa a ak enplantasyon Titàn, enplantasyon estrikti pore te antre nan je chèchè yo. Koulye a, etid yo te montre ke enprime 3D ka ajiste mikrostruktur la nan enplantasyon ak gwo presizyon chanje modil elastik yo ak pwopriyete mekanik, konsa tankou matche ak tisi zo imen ak plis amelyore fonksyon byomekanik sou baz asire chaj fizyolojik apwopriye.

Estrikti kontwole kò Ti6AI4V te fabrike pa EBM fòme teknoloji, e yo te jwenn estrikti anile entèn yo ki konsistan avèk konsepsyon teyorik la anba mikwoskòp elektwonik optik, ki te reyalize kontwòl egzat EBM sou estrikti pwodwi enprime 3D. Atravè tès la pèfòmans mekanik, fòs konpresiv ki koresponn lan se 163MPa ak modil elastik la se 14MPa nan 60.1% porosite pò, ki se fèmen nan zo imen an. Kilti selil vitro te montre tou bon konpatibilite selil.

Teknoloji EBM te prepare echafodaj ki mouye yo atravè optimize paramèt konsepsyon, epi yo te evalye pwopriyete mekanik yo. Li te jwenn ke byomekanik yo nan materyèl yo ki fèt pore te gen yon wo degre de siperyorite nan simulation nan konpatibilite nan faz ak matche enplantasyon. Twa kalite Titàn pore ak 300gm, 600gm ak 900 ~ tm prepare pa SLM yo te implanté nan tibya lapen pou mennen ankèt sou efè rapò pò sou kwasans zo. Rezilta yo te montre ke tisi zo ki gen 600 ~ m estrikti pore te gen pi bon longè ak biocompatibility.

Soti nan pwen de vi nan kwasans zo, yon echafodaj ki gen porosite reglabl ak Ouverture pral pi fezab nan transmisyon ak transmisyon nan eleman nitritif nan kò imen an, epi li ka tou ankouraje kapasite nan kwasans zo, ogmante konbinezon an nan enplantasyon ak kabann zo, ak pwolonje lavi sa a ki sèvis nan pwotèz la, konsa tankou jwenn pi bon efè medikal pase estrikti solid alyaj Titàn. Nan dènye ane yo, milti-twou alyaj Titàn etap pa etap konsidere kòm pi ideyal klinik nouvo reparasyon tisi difisil ak materyèl ranplasman, ak aplikasyon an nan enplantasyon alyaj 3D enprime Titàn ak divès kalite estrikti mikwoskopik oswa atravè estrikti te tou louvri moute yon nouvo jaden.