Ný rannsókn finnur títan læknisígræðslur mjög árangursríkar

3D prentun títan ferli

Í samanburði við hefðbundið ferli endurspeglast kostir 3D prentunartækni til að framleiða persónulegar skurðaðgerðir ígræðslufígúrur aðallega í: 3D prentun frjáls mótunareiginleikar geta fljótt og nákvæmlega sérsniðið innri ígræðsluna, getur sigrast á hefðbundinni alhliða ígræðslumynd sem er ósamrýmanleg mannslíkamanum og vélrænni eiginleikar þess eru ekki í samræmi við staðlað vandamál; Við framleiðslu á flóknum mannvirkjum og vörum sem erfitt er að vinna úr geta sérsniðnar örbyggingar, sérstaklega gljúpar í gegnum mannvirki, ekki aðeins uppfyllt sérstaka eðlis- og efnafræðilega eiginleika, heldur einnig aukið líffræðilega samhæfni.

Þessi röð af kostum getur í raun sigrast á algengum vandamálum við streituvörn og litla líffræðilega virkni ígræðslu. Sem stendur eru algengustu og útbreiddustu 3D prentun títan málmblöndur SLM tækni og EBM tækni.

Selective Laser Melting (SLM) notar leysir sem hitagjafa til að geisla sértækt fyrirfram lagt duftefni til að ná hraðri bráðnunarmyndun. Meginreglan er sú að undir óvirku gasverndarumhverfinu, stjórna tækinu og búnaðinum leysigeislanum í samræmi við fyllingarskönnunarleiðina sem myndast af kerfishönnunarstillingunni til að velja og bræða hvert lag af dufti.

Síðan er pallurinn færður niður, duft lagt aftur og sintrun endurtekin þar til allt formið hefur myndast. Óvirka gasvörnin kemur í veg fyrir að málmurinn bregðist við öðrum lofttegundum við háan hita. SLM tækni er mjög breitt úrval af myndunarefnum, efnissparandi og endurvinnanlegt, þarf ekki að hanna og undirbúa flókið stuðningskerfi, þessi röð af kostum gerir SLM tækni er meira og meira notað.

Hins vegar hefur SLM einnig nokkra galla: vegna takmarkaðs leysirafls og sveigjuhorns skönnunargalvanometers, verður stærðarsvið hluta sem útbúið er af SLM takmarkað; Aflmiklir leysir og hágæða sjónbúnaður eru dýrir í framleiðslu, sem eykur efnahagslega byrðina að einhverju leyti. Vegna notkunar á duftefnum í SLM tækni geta yfirborðsgæði mótaðra hluta verið vandamál, sem krefst aukavinnslu á vörunni til að nota til síðari vinnu; Kúlumyndun og skekkjugallar geta einnig komið fram í vinnsluferlinu, sem krefst frekari skrefs til að hámarka vinnsluferlið Rafeindageislabræðslu, EBM er ferli sem notar rafeindageisla sem hitagjafa til að bræða málmduft lag fyrir lag í lofttæmi umhverfi fyrir aukefnisframleiðslu.

Vinnulag þess er: Forhúðað duft, sveigjanleiki rafeindageisla með mikilli orku eftir fókus til að framleiða mikla orku á litlu svæði á staðnum til að skanna duftlagið til að framleiða háan hita og jafnvel bráðna, í gegnum rafeindageislann samfellda skönnun til að framleiða orku á milli bræðslulaugarinnar samruna og storknunar, tengdur í línulegt og flatt málmlag.

Eftir að hafa klárað núverandi lag skaltu endurtaka duftlagninguna til að mynda. Í framleiðsluferlinu samþykkir EBM hið sanna loftbræðsluumhverfi til að tryggja háan styrk efnisins og forðast oxun málmblöndunnar. Í samanburði við SLM eru helstu kostir EBM: skilvirk kynslóð rafeindageislaafls eyðir minna afli, framleiðsluhraði er mikill, þannig að raunveruleg heildarafli allrar vélarinnar er hár; Sveigja rafeindageislans þarf ekki að færa búnaðarhlutann, sem bætir skönnunarhraðann enn frekar. Gott varmaumhverfi tryggir lögunarstöðugleika þrívíddarprentaðra hluta, tryggir truflanir vélrænni eiginleika þess, uppfyllir líffræðilegar kröfur og málmduftið er einnig hægt að endurvinna.

Staða og framfarir þrívíddarprentaðra skurðaðgerðaígræðslna

Skurðaðgerðaígræðslur og hjálpartæki með þrívíddarprentun hafa vænlegar umsóknir á sviði beinlækninga. Nú eru þeir fleiri og fleiriÞrívíddarprentað efni fyrir ígræðslueins og heyrnaralnæmi, gervilimir, sérsniðnar bæklunaraðgerðir, gerviliðir, gervi ytri eyru, sérsniðnar tannígræðslur og önnur forrit í klínískri persónulegri meðferð. Samkvæmt skýrslum, árið 2014, græddu vísindamenn við Peking háskóla með góðum árangri 12 ára dreng með sérsniðnum þrívíddarprentuðum gervihrygg með örholum, sem var fyrsta tilfellið í heiminum. Sama ár settu læknar og vísindamenn 5 ára stúlku í Skotlandi fyrir þrívíddarprentaða gervilófa.

Sérfræðimiðstöð munnlækninga á 411. sjúkrahúsi Frelsisher fólksins notaði EBM tækni með góðum árangri til að sérsníða og græða ígræðslu í títan álfelgur með mjög persónulegri eftirlíkingu af líffærafræði fyrir sjúkling með hálfkjálkaskurð. Meðan á aðgerðinni stóð var lokið við að skera sjúka kjálka og einstaklingsmiðaða virkniviðgerð á einum tíma og gölluð kjálka var lagfærð fyrir sig og endurgerð. Áhrifin eftir aðgerð voru viðunandi. Lethaus B og aðrir vísindamenn notuðu þrívíddarprentunartækni til að endurbyggja bein- og öræðaflögur hjá 20 sjúklingum með skurðaðgerð á kjálka, sem stytti aðgerðatímann og bætti aðgerðagæði og áhrifin eftir aðgerð voru góð. Undanfarin ár hafa svipaðar fréttir og rannsóknir komið fram í endalausum straumi sem endurspeglar að fullu góðar umsóknarhorfur þrívíddarprentunar á læknasviði.

Til hliðar við bæklunarvörur eru þrívíddarprentuð efni til skurðaðgerða einnig smám saman að færast í átt að markaðssetningu og markaðssetningu. Árið 2007 stóðust lífprentaðir þrívíddarprentaðir acetabulum bollar með vinnupalla úr hörðum vef þróuðum af ítalska fyrirtækinu Adler Ortho og LIma-LTO CE vottun. Vara Exactech var samþykkt af FDA árið 2010. Árið 2009 stóðst títanlíkamsbræðslubúnaðurinn sem framleiddur var af bandaríska AMT fyrirtækinu með þrívíddarprentun einnig CE-vottun ESB. Árið 2013 var fyrsta lífprentaða höfuðkúpuígræðsluvaran í Bandaríkjunum samþykkt af FDA, sem er einnig fyrsta persónulega 3D prentaða PEEK höfuðkúpuígræðslumyndin í heiminum.

Á þessum grundvelli, árið 2014, fékk bandaríska Oxford-fyrirtækið FDA-samþykki fyrir þrívíddarprentun kjálkabeinaafurða (5IOK háttur). Að auki er greint frá því að í september 2015 hafi þrívíddarprentað ígræðsla manna - gervi mjaðmarlið þróað af þriðja sjúkrahúsinu í Beijing Medicine og Beijing Aikang Yicheng Medical Equipment Co., LTD., verið skráð af matvæla- og lyfjaeftirliti ríkisins. Þrívíddarprentaða mjaðmarliðurinn er kominn inn í "fjöldaframleiðslustigið", sem þýðir að þrívíddarprentunarígræðslur Kína hafa einnig stigið inn á framleiðslustigið.

Þrívíddarprentunartækni hefur sýnt sífellt mikilvægara hlutverk í læknavísindum og tækninýjungum og rannsóknir og beiting ýmissa sérsniðinna ígræðslugervilna, gervilima, tannígræðslu og annarra þátta eru einnig sífellt umfangsmeiri. Þannig að líföryggismat á ígræðslum sem undirbúið er með þessu nýja ferli þarf meiri og meiri athygli.

Rannsóknir á líföryggi þrívíddarprentunar títan

Öryggi lífeindafræðilegra efna endurspeglast aðallega í samspili vefja og efna. Til þess að lífeðlisfræðileg málmefni standist staðla ígræddra tækja verður að krefjast þess að viðbrögðin af völdum ígræðslu í mannslíkamanum séu á viðunandi stigi og á sama tíma getur það ekki framkallað eigindlegar breytingar á uppbyggingu og eiginleikum efnisins. Samspil mannslíkamans og mannslíkamans endurspeglast aðallega í lífsamrýmanleika hans og líffræðilegri virkni.

Þess vegna, eftir ígræðslu í mannslíkamanum, ætti vefjalyfið ekki að valda aukaverkunum eins og ofnæmi, bólgu og efnafræði í frumum manna, blóði og líffærum, eða höfnun á aðskotahlutum manna. Jafnframt er einnig krafist að ígræðslur sem þarf að ígræða í langan tíma þurfi að hafa góða stöðufræðilega vélrænni eiginleika, það er nægjanlegan styrk, viðeigandi teygjustuðul, mikinn stöðugleika, góða tæringarþol og endingu. Nú er skurðaðgerð ígræðsla títan álfelgur mikið notuð í klínískri starfsemi og rannsóknir á lífsamrýmanleika eru einnig þroskaðar. Þess vegna beinist öryggi hlutar úr títanblendi sem tengjast þrívíddarprentun aðallega á öryggi líffræðilegrar virkni þess.

Rannsóknin á því hvort þrívíddarprentaða málmígræðslan sé sambærileg við almennar ígræðsluvörur hefðbundins ferlis hvað varðar vélræna eiginleika, tæringarþol og lífsamrýmanleika, og hvort sumir af kyrrstöðu vélrænni eiginleikar málmígræðslunnar geti uppfyllt klíníska notkun og innlenda staðla er enn í gangi. Það hefur komið í ljós að hluta truflanir vélrænni eiginleikar þrívíddarprentaðra títanígræðslna geta mætt klínískum þörfum. Ti6A14V sýni unnin með EBM tækni voru prófuð með beinni togprófi og heitu ístöðuþrýstingsprófi. Niðurstöðurnar sýndu að styrkur TI6A14V sýna fór yfir smíðastaðalinn.

Tæringarþol Co-Cr-Mo málmblöndunnar sem er unnin með SLM tækninni er svipuð og málmblöndunnar sem er unnin með hefðbundnu ferli, og magn jónaupplausnar í herma munnvatnsumhverfi er minna 3D prentun en hefðbundin ferli málmblöndu. Ti6A14V varan sem unnin var með DMLS tækni fannst af EOS fyrirtæki hafa sömu truflanir vélrænni eiginleika og þreytuþol og hefðbundin smíða í gegnum sanngjarna eftirvinnslu. Gljúpa títan álfelgur hryggjarliða samrunabúnaðinn sem EBM útbýrði var græddur í geit líkama og náði góðum árangri í leghálssamruna líkani sauðfjár. Viðmót bein og efnis var betra en PEEK samrunatæki.

Klínískt samsvarar teygjustuðull og aðrir vélrænir eiginleikar títan álfelgur ekki eiginleika mannabeina, sem mun leiða til fyrirbærisins „streituvörn“ í útlægum beinvef ígræðslunnar og valda beinþynningu, sem leiðir til beinupptöku, losun og tap á ígræðslunni og bilun. Til að draga úr þessu vandamáli með títanígræðslum hafa ígræðslur með gljúpum byggingu komið í augu vísindamanna. Nú hafa rannsóknir sýnt að þrívíddarprentun getur stillt örbyggingu ígræðslu með mikilli nákvæmni til að breyta mýktarstuðul þeirra og vélrænni eiginleikum, þannig að hún passi við beinvef manna og bætir enn frekar líffræðilega virkni á grundvelli þess að tryggja viðeigandi lífeðlisfræðilegt álag.

Stýrð uppbygging Ti6AI4V líkamans var framleidd með EBM myndunartækni og innri tómabyggingin reyndist vera í samræmi við fræðilega hönnun undir skönnun rafeindasmásjár, sem náði nákvæmri stjórn EBM á uppbyggingu 3D prentaðra vara. Með vélrænni frammistöðuprófinu er samsvarandi þrýstistyrkur 163MPa og teygjanleiki er 14MPa við 60,1% porosity, sem er nálægt mannsbeini. In vitro frumurækt sýndi einnig góða frumusamhæfni.

Gljúpu vinnupallin voru útbúin með EBM tækni með hagræðingu á hönnunarbreytum og vélrænni eiginleikar þeirra voru metnir. Það kom í ljós að líffræði hinna hönnuðu gljúpu efna hafði mikla yfirburði í eftirlíkingu á fasasamhæfi og ígræðslusamsvörun. Þrjár gerðir af gljúpu títan með 300gm, 600gm og 900~tm framleiddum af SLM voru græddar í kanínusköflung til að kanna áhrif svitahlutfalls á beinvöxt. Niðurstöðurnar sýndu að beinvefurinn með 600~m porous uppbyggingu hafði betri lengd og lífsamrýmanleika.

Frá sjónarhóli beinvaxtar mun vinnupallur með stillanlegu gropi og ljósopi stuðla að flutningi og flutningi næringarefna í mannslíkamanum og getur einnig stuðlað að beinavexti, aukið samsetningu ígræðslu og beinabeina og lengt endingartíma gerviliðsins, til að fá betri læknisfræðileg áhrif allt en títan í föstu formi. Á undanförnum árum hefur fjölhola títan álfelgur skref fyrir skref talið vera tilvalin klíníska nýja viðgerðar- og endurnýjunarefni fyrir harðvef og notkun 3D prentaðra títan ál ígræðslu með ýmsum smásæjum byggingum eða í gegnum mannvirki hefur einnig opnað nýtt svið.