نوې څیړنه د ټایټانیوم طبي امپلانټونه خورا اغیزمن موندلي

د درې بعدي چاپ ټایټانیوم پروسه

د دودیزې پروسې په پرتله، د شخصي جراحي امپلانټ ارقامو جوړولو لپاره د 3D چاپ ټیکنالوژۍ ګټې په عمده توګه په لاندې ډول منعکس کیږي: د 3D چاپ کولو وړیا جوړښت ځانګړتیاوې کولی شي په چټکۍ او دقیق ډول داخلي امپلانټ تنظیم کړي، کولی شي د دودیز نړیوال امپلانټ شکل څخه بریالي شي چې د انسان بدن سره مطابقت نلري او د هغې میخانیکي ملکیتونه د معیاري ستونزو سره سم ندي؛ د پیچلو جوړښتونو او د پروسس کولو لپاره ستونزمن محصولاتو په جوړولو کې، شخصي شوي مایکرو جوړښتونه، په ځانګړې توګه د جوړښتونو له لارې سوري، نه یوازې ځانګړي فزیکي او کیمیاوي ملکیتونه پوره کولی شي، بلکې د بایوهیسټوکمپاتیت هم لوړوي.

د ګټو دا لړۍ کولی شي په مؤثره توګه د فشار ساتنې او د امپلانټونو ټیټ بیولوژیکي فعالیت عامې ستونزې له منځه یوسي. په اوس وخت کې، ترټولو عام او په پراخه کچه کارول شوي 3D چاپ شوي ټایټانیوم الیاژونه د SLM ټیکنالوژي او EBM ټیکنالوژي دي.

انتخابي لیزر خټکی (SLM) د تودوخې سرچینې په توګه لیزر کاروي ترڅو د مخکې ایښودل شوي پوډر موادو په انتخابي ډول وړانګې وکړي ترڅو ګړندي خټکی جوړ شي. اصلي کاري اصل دا دی چې د غیر فعال ګاز محافظت چاپیریال لاندې، وسیله او تجهیزات د سیسټم ډیزاین حالت لخوا رامینځته شوي د ډکولو سکین کولو لارې سره سم د لیزر بیم کنټرولوي ترڅو د پوډر هر طبقه غوره او خټکی کړي.

بیا پلیټ فارم ښکته لیږدول کیږي، پوډر بیا ایښودل کیږي او سینټرینګ تکرار کیږي تر هغه چې ټول شکل جوړ شي. د غیر فعال ګاز محافظت فلز د لوړې تودوخې په وخت کې د نورو ګازونو سره د عکس العمل مخه نیسي. د SLM ټیکنالوژي د جوړولو موادو خورا پراخه لړۍ ده، مواد خوندي کوي او بیا کارول کیدی شي، د پیچلي ملاتړ سیسټم ډیزاین او چمتو کولو ته اړتیا نلري، د ګټو دا لړۍ د SLM ټیکنالوژي په پراخه کچه کارول کیږي.

په هرصورت، SLM ځینې نیمګړتیاوې هم لري: د محدود لیزر ځواک او سکین کولو ګالوانومیټر انعطاف زاویه له امله، د SLM لخوا چمتو شوي برخو د اندازې حد به محدود وي؛ د لوړ ځواک لیزرونه او لوړ کیفیت لرونکي نظري تجهیزات تولید ګران دي، کوم چې اقتصادي بار تر یوې اندازې پورې زیاتوي. د SLM ټیکنالوژۍ کې د پوډر موادو کارولو له امله، د جوړ شوي برخو د سطحې کیفیت ممکن ستونزمن وي، کوم چې د محصول ثانوي پروسس کولو ته اړتیا لري چې د راتلونکي کار لپاره وکارول شي؛ د پروسس کولو په پروسه کې د سپیرویډیزیشن او وارپینګ نیمګړتیاوې هم رامینځته کیدی شي، کوم چې د پروسس کولو پروسې په کلکه غوره کولو لپاره یو بل ګام ته اړتیا لري د الکترون بیم خټکی، EBM یوه پروسه ده چې د الکترون بیم د تودوخې سرچینې په توګه کاروي ترڅو د فلزي پوډر پرت د اضافه کولو لپاره په خلا چاپیریال کې د پرت په واسطه خړوب کړي.

د دې کاري اصل دا دی: مخکې پوښل شوی پوډر، د لوړ انرژۍ الکترون بیم انعطاف وروسته له دې چې تمرکز وشي ترڅو په سیمه ایزه کوچنۍ سیمه کې لوړه انرژي تولید کړي ترڅو د پوډر طبقه سکین کړي ترڅو لوړه تودوخه تولید کړي او حتی منحل شي، د الکترون بیم دوامداره سکین کولو له لارې د خټکي حوض فیوژن او جامد کیدو ترمنځ انرژي تولید کړي، په خطي او پلانر فلزي طبقه کې وصل شوی.

د اوسني طبقې له بشپړولو وروسته، د پوډر ایښودلو عملیات د جوړولو لپاره تکرار کړئ. د تولید په پروسه کې، EBM د موادو لوړ ځواک ډاډمن کولو او د الیاژ د اکسیډیشن څخه مخنیوي لپاره د هوا ریښتیني ویلې کولو چاپیریال غوره کوي. د SLM په پرتله، د EBM اصلي ګټې دا دي: د الکترون بیم بریښنا موثر تولید لږ بریښنا مصرفوي، د تولید سرعت لوړ دی، نو د ټول ماشین اصلي ټول ځواک لوړ دی؛ د الکترون بیم انحراف د تجهیزاتو برخې حرکت کولو ته اړتیا نلري، کوم چې د سکین کولو سرعت نور هم ښه کوي. ښه حرارتي چاپیریال د 3D چاپ شوي برخو شکل ثبات تضمینوي، د هغې جامد میخانیکي ملکیتونه ډاډمن کوي، بیولوژیکي اړتیاوې پوره کوي، او د فلزي پوډر هم بیا کارول کیدی شي.

د درې بعدي چاپ شوي جراحي امپلانټونو حالت او پرمختګ

د جراحي امپلانټونه او اورتوټیکونه د 3D چاپ سره د اوستیولوژي په برخه کې د غوښتنلیک لپاره یو امید لرونکی امکان لري. اوس ډیر او ډیر شتون لريد درې بعدي چاپ شوي امپلانټ موادلکه د اورېدو ایډز، مصنوعي غړي، د ارتوپيدي جراحي شخصي لارښوونې، مصنوعي بندونه، مصنوعي بهرني غوږونه، د غاښونو شخصي امپلانټونه او په کلینیکي شخصي درملنې کې نور غوښتنلیکونه. د راپورونو له مخې، په ۲۰۱۴ کال کې، د پیکینګ پوهنتون څیړونکو په بریالیتوب سره یو ۱۲ کلن هلک ته د مایکرو سوریو سره د شخصي ۳D چاپ شوي مصنوعي نخاع سره امپلانټ وکړ، چې دا په نړۍ کې لومړۍ قضیه وه. په ورته کال کې، ډاکټرانو او ساینس پوهانو په سکاټلینډ کې یوې ۵ کلنې نجلۍ ته د ۳D چاپ شوي مصنوعي لاس ورکړ.

د خلکو د آزادۍ پوځ د ۴۱۱م روغتون د ستوماتولوژي تخصصي مرکز په بریالیتوب سره د EBM ټیکنالوژۍ څخه کار واخیست ترڅو د هیمیمیکسیلري ریسیکشن ناروغ لپاره د اناتومي خورا شخصي سمولیشن سره د مینډیبل ټایټانیوم الیاژ امپلانټ دودیز او امپلانټ کړي. د عملیاتو په جریان کې، د ناروغ مینډیبل ریسیکشن او انفرادي فعال ترمیم په یو وخت کې بشپړ شو، او عیب لرونکی مینډیبل په انفرادي ډول ترمیم او بیا رغول شو. د عملیاتو وروسته اغیزه د قناعت وړ وه. لیتوس بي او نورو څیړونکو د مینډیبل ریسیکشن سره د 20 ناروغانو کې د هډوکي او مایکرو واسکولر فلیپونو بیارغونې لپاره د 3D چاپ ټیکنالوژۍ څخه کار واخیست، کوم چې د عملیاتو وخت لنډ کړ او د عملیاتو کیفیت یې ښه کړ، او د عملیاتو وروسته اغیزه ښه وه. په وروستیو کلونو کې، ورته خبرونه او څیړنې په نه ختمیدونکي جریان کې راڅرګند شوي، کوم چې په طبي برخه کې د 3D چاپ کولو ښه غوښتنلیک امکانات په بشپړ ډول منعکس کوي.

د ارتوپيدي محصولاتو په څنګ کې، د درې بعدي چاپ شوي جراحي امپلانټ مواد هم په تدریجي ډول د سوداګریز کولو او بازار موندنې په لور روان دي. په ۲۰۰۷ کال کې، د ایټالوي شرکت اډلر اورتو او لیما-ایل ټي او لخوا رامینځته شوي بایوپرنټ شوي درې بعدي چاپ شوي اسټابولم کپونه د سخت نسج سکیفولډرونو سره د CE تصدیق پاس کړ. د ایکزیکټیک محصول په ۲۰۱۰ کال کې د FDA لخوا تصویب شو. په ۲۰۰۹ کال کې، د امریکایی AMT شرکت لخوا تولید شوي ټول ټایټانیوم باډي فیوژن وسیله چې د درې بعدي چاپ په کارولو سره تولید شوې وه د EU CE تصدیق هم پاس کړ. په ۲۰۱۳ کال کې، په متحده ایالاتو کې د بایوپرنټ شوي د کوپړۍ امپلانټ لومړی محصول د FDA لخوا تصویب شو، کوم چې د نړۍ لومړی شخصي شوی درې بعدي چاپ شوی PEEK د کوپړۍ امپلانټ انځور هم دی.

په دې اساس، په ۲۰۱۴ کال کې، د متحده ایالاتو اکسفورډ شرکت د درې بعدي چاپ شوي میکسیلوفیشیل هډوکي محصولاتو (۵IOK موډ) لپاره د FDA منظوري ترلاسه کړه. سربیره پردې، راپور ورکړل شوی چې د ۲۰۱۵ کال په سپتمبر کې، د درې بعدي چاپ شوي انساني امپلانټ - مصنوعي هپ جوائنټ چې د بیجینګ طب دریم روغتون او د بیجینګ ایکانګ ییچینګ طبي تجهیزاتو شرکت، لمیټډ لخوا رامینځته شوی، د دولتي خوړو او درملو ادارې لخوا ثبت شوی. د درې بعدي چاپ شوي هپ جوائنټ "د ډله ایز تولید مرحلې" ته ننوتلی دی، پدې معنی چې د چین د درې بعدي چاپ شوي امپلانټونه هم د تولید مرحلې ته ننوتلي دي.

د درې بعدي چاپ ټکنالوژۍ په طبي علومو او ټکنالوژۍ نوښت کې په زیاتیدونکې توګه مهم رول لوبولی دی، او د مختلفو شخصي امپلانټ مصنوعي غړو، مصنوعي غړو، غاښونو امپلانټونو او نورو اړخونو څیړنه او تطبیق هم ورځ تر بلې پراخیږي. نو، د دې نوي پروسې لخوا چمتو شوي امپلانټونو بایو خوندیتوب ارزونه ډیرې پاملرنې ته اړتیا لري.

د درې بعدي چاپ شوي ټایټانیوم د بایو خوندیتوب په اړه څیړنه

د بایومیډیکل موادو خوندیتوب په عمده توګه د نسجونو او موادو ترمنځ په تعامل کې منعکس کیږي. د دې لپاره چې بایومیډیکل فلزي مواد د نصب شوي وسیلو معیارونه پوره کړي، دا باید اړین وي چې د انسان په بدن کې د نصب کولو له امله رامینځته شوی عکس العمل د منلو وړ کچه وي، او په ورته وخت کې، دا نشي کولی د موادو په جوړښت او ملکیتونو کې کیفیتي بدلونونه راولي. د انسان بدن او د انسان بدن ترمنځ تعامل په عمده توګه د هغې بایو مطابقت او بیولوژیکي فعالیت کې منعکس کیږي.

له همدې امله، د انسان په بدن کې د امپلانټیشن وروسته، امپلانټ باید د الرجی، سوزش او کیمیا په څیر منفي عکس العملونو لامل نشي لکه د انسان په حجرو، وینې او غړو کې، یا د انسان د بهرنیو بدنونو رد کول. په ورته وخت کې، دا هم اړینه ده چې هغه امپلانټونه چې د اوږدې مودې لپاره امپلانټ کولو ته اړتیا لري باید ښه جامد میخانیکي ځانګړتیاوې ولري، دا دی، کافي ځواک، مناسب لچک لرونکی ماډل، لوړ ثبات، ښه زنګ مقاومت او دوامداره پایښت. اوس د ټایټانیوم الیاژ جراحي امپلانټیشن په کلینیکي تمرین کې په پراخه کچه کارول کیږي، او د بایو مطابقت څیړنه هم پخه شوې ده. له همدې امله، د 3D چاپ پورې اړوند د ټایټانیوم الیاژ برخو خوندیتوب په عمده توګه د هغې د بایو میخانیکي فعالیت خوندیتوب باندې تمرکز کوي.

د دې په اړه څیړنه چې ایا د 3D چاپ شوي فلزي امپلانټ د میخانیکي ملکیتونو، د زنګ مقاومت او بایو مطابقت له مخې د دودیزې پروسې عمومي امپلانټ محصولاتو سره پرتله کیدی شي، او ایا د الیاژ امپلانټ ځینې جامد میخانیکي ملکیتونه کولی شي کلینیکي غوښتنلیک او ملي معیارونه پوره کړي لاهم په پرمختګ کې دي. دا وموندل شوه چې د 3D چاپ شوي ټایټانیوم امپلانټونو جزوي جامد میخانیکي ملکیتونه کولی شي کلینیکي اړتیاوې پوره کړي. د EBM تخنیک لخوا چمتو شوي Ti6A14V نمونې د مستقیم تناسلي ازموینې او ګرمو اسوسټیټیک فشار ازموینې لخوا ازمول شوي. پایلو ښودلې چې د TI6A14V نمونو ځواک د جعل کولو معیار څخه ډیر و.

د SLM ټیکنالوژۍ لخوا چمتو شوي Co-Cr-Mo الیاژ د زنګ وهلو مقاومت د دودیز پروسې لخوا چمتو شوي الیاژ سره ورته دی، او په نقل شوي لعاب چاپیریال کې د ایون تحلیل اندازه د دودیز پروسې الیاژ په پرتله د 3D چاپ کولو څخه کمه ده. د DMLS ټیکنالوژۍ لخوا چمتو شوی Ti6A14V محصول د EOS شرکت لخوا وموندل شو چې د مناسب وروسته پروسس کولو له لارې د دودیز فورجینګ په څیر ورته جامد میخانیکي ملکیتونه او د ستړیا مقاومت لري. د EBM لخوا چمتو شوی د مسام لرونکي ټایټانیوم الیاژ فقرات فیوژن وسیله د وزې په بدن کې نصب شوه او د پسونو د رحم د فیوژن ماډل کې یې ښې پایلې ترلاسه کړې. د هډوکي موادو انٹرفیس د PEEK فیوژن وسیلې څخه غوره و.

په کلینیکي توګه، د ټایټانیوم الیاژ لچک لرونکي ماډول او نور میخانیکي ځانګړتیاوې د انسان د هډوکي له ځانګړتیاوو سره سمون نه خوري، کوم چې به د امپلانټ د هډوکي په پردیي نسج کې د "فشار ساتنې" پدیدې لامل شي او د اوستیوپوروسس لامل شي، چې په پایله کې د هډوکي جذب، نرمښت او د امپلانټ ضایع کیدو او ناکامۍ لامل کیږي. د ټایټانیوم امپلانټونو سره د دې ستونزې کمولو لپاره، د سوري جوړښت امپلانټونه د څیړونکو سترګو ته ننوتلي دي. اوس، مطالعاتو ښودلې چې 3D چاپ کولی شي د امپلانټونو مایکرو جوړښت د لوړ دقت سره تنظیم کړي ترڅو د دوی لچک لرونکي ماډول او میخانیکي ملکیتونه بدل کړي، ترڅو د انسان د هډوکي نسج سره سمون ولري او د مناسب فزیولوژیکي بار ډاډ ترلاسه کولو پر بنسټ بایو میخانیکي فعالیتونه نور هم ښه کړي.

د Ti6AI4V بدن کنټرول شوی جوړښت د EBM جوړولو ټیکنالوژۍ لخوا جوړ شوی و، او د داخلي خلا جوړښت د سکین کولو الکترون مایکروسکوپي لاندې د تیوریکي ډیزاین سره مطابقت وموندل شو، کوم چې د 3D چاپ شوي محصولاتو جوړښت باندې د EBM دقیق کنټرول ترلاسه کړ. د میخانیکي فعالیت ازموینې له لارې، اړونده کمپریشن ځواک 163MPa دی او لچک لرونکی ماډول 14MPa دی په 60.1٪ سوري پورسیت کې، کوم چې د انسان هډوکي ته نږدې دی. د ان ویټرو حجرو کلتور هم د حجرو ښه مطابقت ښودلی.

د سوري لرونکي سکفولډونه د ډیزاین پیرامیټرو د اصلاح کولو له لارې د EBM ټیکنالوژۍ لخوا چمتو شوي، او د دوی میخانیکي ملکیتونه ارزول شوي. دا وموندل شوه چې د ډیزاین شوي سوري لرونکي موادو بایومیکانیک د مرحلې مطابقت او امپلانټیشن میچ کولو سمولیشن کې د لوړې درجې غوره والی درلود. د SLM لخوا چمتو شوي درې ډوله سوري لرونکي ټایټانیوم د 300 ګرامه، 600 ګرامه او 900 ~ tm سره د خرگوش په تیبیا کې نصب شوي ترڅو د هډوکي وده باندې د سوري تناسب اغیز وڅیړي. پایلو وښودله چې د 600 ~ m سوري لرونکي جوړښت سره د هډوکي نسج ښه اوږدوالی او بایو مطابقت درلود.

د هډوکو د ودې له نظره، د تنظیم وړ پورسیت او اپرچر سره یو سکافولډ به د انسان په بدن کې د مغذي موادو لیږد او لیږد لپاره ډیر مناسب وي، او کولی شي د هډوکو د ودې وړتیا هم وده ورکړي، د امپلانټونو او هډوکو بسترونو ترکیب زیات کړي، او د مصنوعي غړو د خدمت ژوند وغځوي، ترڅو د جامد جوړښت ټایټانیوم الیاژ په پرتله غوره طبي اغیزې ترلاسه کړي. په وروستیو کلونو کې، د څو سوري ټایټانیوم الیاژ ګام په ګام د کلینیکي نوي سخت نسج ترمیم او بدیل موادو ترټولو مثالی ګڼل کیږي، او د مختلفو مایکروسکوپي جوړښتونو یا جوړښتونو سره د 3D چاپ شوي ټایټانیوم الیاژ امپلانټونو پلي کول هم یو نوی ډګر پرانیستی دی.