Primjena tehnologije metalnog 3D ispisa u području medicine: porozni materijali od legura titana
Ostavite poruku
Potražnja za poroznim implantatima u liječenju koštanih defekata veliki je izazov u području inženjerstva tkiva. Integracija tehnologije metalnog 3D ispisa omogućuje precizan dizajn parametara implantata kao što su veličina pora, poroznost i oblik pora, savršeno nadopunjavajući nemogućnost tradicionalnih skela koštanih implantata da postignu te ciljeve. Personalizirani implantati proizvedeni metalnim 3D ispisom nude vrhunsku biokompatibilnost i mehanička svojstva, značajno poboljšavajući ishode pacijenata.
Titan i njegove legure pojavili su se sredinom 20. stoljeća, uživajući široku medicinsku primjenu zbog svoje niske gustoće, visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i biokompatibilnosti. Od 1960-ih, čisti titan se koristi kao ljudski implantat u kliničkim stomatološkim istraživanjima.
Naravno, medicinska primjena legura titana ima svoja ograničenja. Iako je modul elastičnosti legura titana niži od modula drugih materijala, još uvijek je za red veličine veći od modula ljudske kortikalne i spužvaste kosti, što često dovodi do učinka "zaštite od naprezanja". Jednostavno rečeno, značajna razlika u modulu elastičnosti između implantata i primatelja rezultira nedosljednom deformacijom kada je podvrgnut stresu. Dugotrajna-uporaba može dovesti do osteoporoze, ablacije kostiju, pa čak i klizanja implantata. Nadalje, neke komponente u legurama titana su biotoksične, a dugotrajna-uporaba također može izazvati patološke promjene u okolnom tkivu.
Kako bi se bolje ublažio učinak "zaštite od stresa", potrebno je razviti porozne koštane implantate s poroznošću kontroliranom između 65% i 80%. Tradicionalni porozni materijali proizvedeni metalurgijom praha, metodama kaše i metodama sinteriranja vlakana pate od male veličine pora, neravnomjerne raspodjele pora i niske -poroznosti. Integracija tehnologije 3D ispisa metala učinkovito je ublažila te nedostatke.
Prije proizvodnje, pred{0}}obrada za metalni 3D ispis omogućuje točno usklađivanje "idealnih fizičkih parametara" poroznog materijala putem prilagodbe podataka. Nadalje, inherentne prednosti metalnog 3D ispisa u personaliziranoj prilagodbi čine ga vrlo praktičnim rješenjem za rješavanje biološke varijabilnosti između pacijenata. Osim kvalitete, tehnologija metalnog 3D ispisa, zahvaljujući velikom-formatu, multi-laserskim mogućnostima, također je postigla novu rundu napretka u brzini oblikovanja i masovnoj proizvodnji.
Što se tiče nedostatka biotoksičnosti, ovaj problem je riješen napretkom performansi materijala i širenjem kategorija proizvoda. Nadalje, ovaj napredak u materijalima pokreće daljnji razvoj metalnog 3D ispisa u medicini, pa čak i drugim područjima.
U budućnosti, kako tehnologija metalnog 3D ispisa bude napredovala, 3D-ispisani nadomjesci od legure titana postat će personalizirana, precizna medicinska tehnologija, široko korištena u ortopediji i drugim medicinskim područjima, učinkovito rješavajući brojne izazove liječenja.
