„Medžiaga yra medicininio- - laipsnio, todėl mes saugūs, tiesa?
"Naudojame titaną. Jis jau biologiškai suderinamas. Ar tikrai turime nerimauti dėl tolesnio apdorojimo?
Tai viena iš labiausiai paplitusių - ir rizikingiausių - prielaidų, kurias girdime iš klientų, dirbančių su metaliniu 3D spausdinimu.
Ant popieriaus tai skamba logiškai:
Titanas plačiai naudojamas medicininiuose implantuose
Tokios medžiagos kaip Ti6Al4V Titanium 3D Printing Parts jau yra sertifikuotos
Dizainas teisingas
Taigi kas liko?
Štai realybė:
Medicininio 3D spausdinimo atveju biologinis suderinamumas neapibrėžiamas vien medžiagos -, o galutinė paviršiaus būklė po tolesnio apdorojimo.
Tai reiškia, kad viskas, kas atsitinka po spausdinimo, gali tiesiogiai paveikti, ar jūsų dalis yra saugi žmogaus organizmui.
Panagrinėkime tai aiškiai ir praktiškai.
Ką iš tikrųjų reiškia „biologinis suderinamumas“ metalo 3D spausdinimui?
Biologinis suderinamumas tiesiog reiškia:
Medžiaga gali saugiai sąveikauti su žmogaus kūnu, nesukeldama kenksmingų reakcijų.
Metalo 3D spausdinimui tai apima:
Jokių toksinių reakcijų
Nėra per didelio jonų išsiskyrimo
Gera sąveika su audiniais (pvz., kaulų augimas)
Nėra ilgalaikio{0}}uždegimo
Svarbus punktas:
Net jei žaliava yra saugi, paviršiaus būklė po tolesnio{0}}apdirbimo lemia:
kaip ląstelės prisitvirtina
kaip baltymai sąveikauja
kaip organizmas reaguoja
Kitaip tariant:
Medžiagos=potenciali sauga
Po{0}}apdorojimo=tikrasis saugumas
Kodėl po{0}}posto apdorojimas turi tokį didelį poveikį biologiniam suderinamumui
1. Paviršiaus šiurkštumas tiesiogiai veikia ląstelių elgseną
Po spausdinimo metalinės dalys paprastai yra:
grubus
dalinai susiliejo
padengtas biriomis dalelėmis
Tyrimai rodo:
Paviršiaus apdorojimas, pvz., Smėliavimas arba poliravimas, gali pagerinti implanto stabilumą ir kaulų sukibimą
Kodėl tai svarbu:
Per grubus → bakterijų prisitvirtinimo pavojus
Per lygus → blogas ląstelių sukibimas
Tinkamas paviršius=geresnis biologinis atsakas
2. Miltelių likučiai ir teršalai yra paslėpta rizika
Tokiuose procesuose kaip SLM / DMLS dalyse dažnai yra:
įstrigę milteliai
metalo nuolaužos
cheminių medžiagų likučių
Jei netinkamai išvalėte:
dalelės gali atsiskirti organizme
padidėja uždegimo rizika
prietaisas gali neatitikti
Štai kodėl valymas ir pasyvavimas yra svarbūs po{0}}apdorojimo veiksmai.
3. Oksido sluoksniai ir paviršiaus chemija
Titano lydiniai, tokie kaip Ti6Al4V Titanium 3D Printing Parts, natūraliai sudaro apsauginį oksido sluoksnį.
Tyrimai rodo:
Šis oksido sluoksnis pagerina atsparumą korozijai ir sumažina imuniteto atmetimą
Bet čia yra laimikis:
Apdorojimas po{0}}gali:
sustiprinti šį sluoksnį
arba jį sugadinti
Netinkama apdaila=sumažino atsparumą korozijai=galimas jonų išsiskyrimas
4. Po-apdorojimas turi įtakos jonų išsiskyrimui ir korozijai
Naujausi tyrimai rodo, kad:
struktūrinės ir paviršiaus sąlygos turi įtakos titano jonų tirpimui implantuose
Kodėl tai svarbu:
Per didelis jonų išsiskyrimas gali sukelti biologines reakcijas
Ilgalaikė{0}}sauga priklauso nuo korozijos
Paviršiaus apdaila ir cheminis apdorojimas tiesiogiai kontroliuoja šią riziką.
5. Paviršiaus apdorojimas turi įtakos baltymų ir ląstelių sąveikai
Tyrimai patvirtina:
Įvairūs paviršiaus apdorojimo būdai labai paveikia
baltymų adsorbcija
ląstelių sukibimas
ląstelių augimas
Tai labai svarbu:
implantai (kaulų integracija)
chirurginiai įrankiai (biologinis kontaktas)
Pagrindiniai pranešimai{0}}Apdorojimo veiksmai, turintys įtakos biologiniam suderinamumui
Jei dirbate su metalinio 3D spausdinimo gamintoju, šie veiksmai nėra būtini.
1. Valymas ir nusausinimas
Pašalina:
birios dalelės
teršalų
2. Terminis apdorojimas
stabilizuoja medžiagą
sumažina vidinį įtampą
3. Paviršiaus apdaila (poliravimas / smėliavimas)
kontroliuoja šiurkštumą
pagerina audinių sąveiką
4. Cheminis apdorojimas / pasyvavimas
padidina atsparumą korozijai
stabilizuoja paviršiaus chemiją
5. Sterilizacijos suderinamumas
neužtikrina degradacijos
išlaiko paviršiaus vientisumą
Kiekvienas žingsnis tiesiogiai veikia biologinį suderinamumą.
Tikras atvejis: kai paviršiaus apdaila viską pakeitė
Klientas kreipėsi į Sunhingstones dėl titano medicininio komponento.
Situacija:
NaudojantMetalo 3D spausdinimas
Patvirtintas dizainas
Medžiaga sertifikuota
Problema:
Nenuoseklus įrašų{0}} apdorojimas
Paviršiaus šiurkštumas buvo įvairus
valymo procesas nestandartizuotas
Rezultatas:
nenuoseklūs biologinių tyrimų rezultatai
nepavyko įvertinti biologinio suderinamumo
Ką mes padarėme:
optimizuoti paviršiaus apdailos parametrai
standartizuotas valymo procesas
patvirtinta tolesnio{0}}apdorojimo darbo eiga
Rezultatas:
stabilūs testo rezultatai
pagerintas audinių suderinamumas
sėkmingas sertifikavimas
Sunhingstones taip pat buvo minimas ESTA{0}}susijusiose pramonės diskusijose dėl aukštų metalo 3D spausdinimo gamyklos apdorojimo kontrolės standartų, ypač taikomų medicinoje.
Kodėl biologinis suderinamumas yra ne tik medžiaga
Paaiškinkime tai labai aiškiai:
Klaidinga prielaida:
„Titanas yra biologiškai suderinamas, todėl esame saugūs.
Realybė:
Biologinis suderinamumas priklauso nuo:
paviršiaus būklė
švara
cheminis stabilumas
nuoseklumas
Ta pati medžiaga gali būti:
saugus vienoje būsenoje
nesaugu kitame
Kas atsitiks, jei posto{0}} apdorojimas yra blogai kontroliuojamas?
Būkime praktiški.
Padidėjusi infekcijos rizika
Prasta audinių integracija
Korozija ir jonų išsiskyrimas
Reguliavimo gedimas
Ir medicinos srityse net mažos problemos gali sustabdyti patvirtinimą.
Kaip užtikrinti savo projekto biologinį suderinamumą
Jei perkateMetalinis 3D spausdinimo įrankių įdėklas liejimuiar medicininių komponentų, štai ką turėtumėte daryti:
1. Iš anksto apibrėžkite paviršiaus reikalavimus
šiurkštumo diapazonas
apdailos būdas
2. Pasirinkite tinkamą įrašo-apdorojimo strategiją
Ne visoms dalims reikia vienodo apdorojimo
3. Darbas su patyrusiais gamintojais
Ieškokite:
medicinos projektų patirtis
patvirtintos darbo eigos
4. Užtikrinti proceso nuoseklumą
tie patys parametrai
kontroliuojama aplinka
5. Patvirtinkite galutinį paviršių
Ne tik medžiaga
DUK
Ar tolesnis{0}}apdorojimas turi įtakos metalo 3D spausdinimo biologiniam suderinamumui?
Taip - tai tiesiogiai nustato paviršiaus būklę, kuri turi įtakos biologiniam atsakui.
Ar titanas visada yra biologiškai suderinamas?
Tik tinkamai apdorojus ir baigus.
Koks yra svarbiausias{0}}posto apdorojimo veiksmas?
Paviršiaus apdaila ir valymas yra labai svarbūs.
Ar šiurkštūs paviršiai gali pagerinti biologinį suderinamumą?
Kai kuriais atvejais (pvz., implantai) taip -, bet tai turi būti kontroliuojama.
Kas atsitiks, jei valymo nepakanka?
Tai gali sukelti užteršimą ir biologinę riziką.
Kaip užtikrinti, kad mano dalis būtų biologiškai suderinama?
Kontroliuodami ir patvirtindami post{0}}apdorojimą, o ne tik tinkamos medžiagos pasirinkimą.
Paskutinės mintys - Paviršius yra tai, ką mato kūnas
Jei reikia prisiminti vieną dalyką, tai yra šis:
Atliekant medicininį metalo 3D spausdinimą, kūnas „nemato“ jūsų dizaino ar medžiagos - jis mato jūsų paviršių.
Ir tas paviršius sukuriamas po{0}}apdorojimo.
Be tinkamos kontrolės:
biologinis suderinamumas tampa neaiškus
bandymai tampa nenuoseklūs
patvirtinimas tampa sudėtingas
Parengsime jūsų dalis tikrai medicininei{0}}
Jei kuriate Ti6Al4V Titanium 3D spausdinimo dalis ar bet kurį medicininį komponentą, nepalikite biologinio suderinamumo atsitiktinumui.
Atsiųskite mums savo brėžinius ir išsamią paraiškos informaciją.
Mes jums padėsime:
nustatyti tinkamus paviršiaus reikalavimus
sukurti kontroliuojamą tolesnio{0}}apdorojimo darbo eigą
sumažinti biologinę riziką
Jokių spėlionių. Tiesiog patikimi, reikalavimus atitinkantys rezultatai.
Nuorodos
MDPI – 3D spausdintų titano implantų paviršiaus modifikavimo metodai
Medžiagų žurnalas – po{0}}titano lydinių apdorojimo
Mokslinės ataskaitos – Titano jonų tirpimo tyrimas
Bioinžinerijos žurnalas – paviršiaus poveikis ląstelių elgesiui
Tarptautinis implantų odontologijos žurnalas – paviršiaus biologinio aktyvumo tyrimai