Tarp dažniausiai metalo 3D spausdinimo medžiagų naudojamų medžiagų yra titano lydinys -ypač Ti6Al4V. Čia gausu puikaus biologinio suderinamumo, išskirtinio specifinio stiprumo, didelio atsparumo korozijai ir lengvumo savybių. 3D spausdinimo proceso metu titano lydiniai turi mažiau lydymosi trūkumų, todėl gali susidaryti puikių mechaninių savybių poliruoti grūdeliai. Tačiau titano lydiniai taip pat turi apsaugos nuo įtempių problemų; jų tamprumo modulis yra daug didesnis nei žmogaus kaulų, o tai gali sukelti nepakankamą kaulų įtampą ir pakenkti jų būklei. Tyrėjai ieško naujų lydinių medžiagų ir kūrybingų dizaino idėjų, pvz., Ti-Ta ir Ti-Nb lydinių, kurių mažesnis tamprumo modulis gali geriau atitikti kaulų standumą, todėl sumažėja apsaugos nuo įtempių poveikis. Be to, implanto standumas gali būti dar labiau pakeistas taikant porėtą titano struktūrą ir gamybos metodus, tokius kaip lazerinis miltelių sluoksnio lydymas (PBF-LB), taip skatinant kaulinio audinio vystymąsi ir stiprinant kaulų ryšį.
Dėl didelio atsparumo dilimui ir kietumo, ypač didelės-trinties ir{1}}įtempimo situacijose, kobalto-chromo lydiniai-ypač kobalto-chromo-molibdeno lydiniai- yra plačiai naudojami dantų, implantų ir kituose sektoriuose, dirbtiniuose sąnariuose. Kobalto -chromo lydinių sėkmę lemia specialus komponentų mišinys, kai chromas sukuria oksido plėvelę ant lydinio paviršiaus, taip užkertant kelią implantų vidinei skysčių korozijai. Nors daugumoje CoCr lydinių yra Ni, kuris gali sukelti alergines reakcijas, didelis kobalto chromo lydinių tamprumo modulis taip pat gali sukelti apsaugą nuo įtempių. Inžinieriai sprendžia šias problemas kurdami kūrybingus dizainus, įskaitant funkciškai surūšiuotas porėtas struktūras su įvairaus porų dydžiu ir tankiu, kad padėtų vienodai perduoti slėgį, sumažinti kaulų naštą ir taip sumažinti streso apsauginį poveikį. Tuo pačiu metu paviršiaus dengimo ir apdorojimo metodai padidina metalinių paviršių biologinį suderinamumą, taip skatinant kaulų integraciją ir gerinant implantų veikimą bei ilgalaikį efektyvumą.
Nerūdijantis plienas, dažniausiai naudojamas 3D spausdinimo technologijoje kaulų plokštelių ir chirurginių įrankių gamybai, pasižymi išskirtiniu mechaniniu stiprumu ir dideliu atsparumu korozijai. Palyginti su titano lydiniais, nerūdijančio plieno medžiagos pasižymi geresniu paviršiaus lygumu, nes turi pagrįstą biologinį suderinamumą, didelį tempimo stiprumą ir elastingumo modulį, pigias gamybos sąnaudas, tinkamumą naudoti, kietumą ir didesnį šilumos laidumą. Tačiau dėl ilgalaikio skilimo ir legiravimo elementų išsiskyrimo nerūdijantis plienas gali sukelti uždegimines reakcijas; Fe išsiskyrimas gali turėti neigiamą poveikį ląstelėms. Trumpalaikiams implantams, varžtams ir chirurginei įrangai paprastai naudojamas nerūdijantis plienas.
Puikus biologinis suderinamumas, stiprus atsparumas korozijai, didelis stiprumas ir elastingumo modulis apibūdina tantalo lydinį. Tačiau tantalo lydiniai kelia tam tikrų sunkumų gaminant priedus, įskaitant dideles sąnaudas ir tankį, taip pat apsaugos nuo įtempių problemas, -ty didesnis tamprumo modulis nei Ti. Tantalo lydiniai paprastai yra tinkami naudoti kaip maži implantų komponentai, porėti implantai ir implantų dangos, pagerinančios kaulų integravimo charakteristikas. Klinikiniu požiūriu galūnių venų varikozės, taip pat klubų ir stuburo venų varikozės procedūroms buvo naudojamas 3D{5}}atspausdintas akytas tantalo metalas ir buvo įrodytas geras efektyvumas. Akyto tantalo metalo 3D spausdinimas ne tik padeda kurti ir gaminti biomimetines kaulo trabekulines struktūras, bet ir turi gerą ląstelių sukibimą bei biologinį suderinamumą. Tuo tarpu šios medžiagos tamprumo modulis ir stiprumas yra tinkami vietinei aplinkai. Remiantis klinikinių tyrimų duomenimis, pooperacinio funkcinio atsigavimo poveikis yra geras, o 3D{11}}atspausdintas akytas tantalo metalas gali stipriai susijungti su kaulais.
Dėl mažo tankio, didelio stiprumo{0}}svorio santykio- ir Youngo modulio, pavyzdžiui, kaulų, magnio lydiniai sulaukė didelio susidomėjimo biologine sfera. Dėl magnio lydinio ardančių savybių in vivo jis puikiai tinka biologiškai skaidomiems metalams, todėl atveria naują ortopedinių implantų naudojimo sritį. Nepaisant to, dėl greito magnio lydinių skilimo savybių in vivo taip pat kyla sunkumų, todėl mokslininkai ieško būdų, kaip sulėtinti jų skilimo greitį, kad būtų užtikrinta visiška absorbcija ir reikalinga pagalba.
Ortopedijos srityje ilgalaikis implantų patvarumas- ir pacientų reabilitacijos rezultatai tiesiogiai priklauso nuo metalinių 3D spausdinimo medžiagų biologinio suderinamumo. Pavyzdžiui, dėl puikių mechaninių savybių ir biologinio suderinamumo titano lydiniai ir kobalto -chromo lydiniai yra plačiai naudojami gaminant ortopedinius implantus, įskaitant dirbtinius sąnarius ir kaulų plokšteles. Tačiau apsaugos nuo streso problemos gali pakenkti kaulo kokybei, o tai gali sukelti implanto gedimą ir atsipalaidavimą. Naudojant porėtą architektūrą ir naujas lydinio medžiagas, galima sumažinti apsaugą nuo streso, paskatinti kaulų integraciją ir padidinti ilgalaikį implanto stabilumą. Be to, sumažindamos pacientų atsigavimo laiką, labai biologiškai suderinamos medžiagos gali padėti sumažinti uždegiminį atsaką aplink implantus, paskatinti audinių gijimą ir regeneraciją bei palengvinti jų naudojimą.
Geras biologinis suderinamumas ir mechaninės charakteristikos yra būtinos sąlygos, kad dantų implantai užtikrintų ilgalaikį{0}}stabilumą burnos aplinkoje. Įprastos dantų implantams naudojamos medžiagos yra titano lydinys ir kobalto chromo lydinys, kurie abu gali sukurti tvirtą ryšį su aplinkiniais audiniais ir taip sumažinti implanto atsilaisvinimo ir atsiskyrimo riziką. Tuo pačiu metu 3D spausdinimo technologija gali pritaikyti individualius dantų implantus pagal paciento burnos būklę, taip padidindama paciento komfortą ir padidindama sėkmingo implantavimo procentą. Be to, naudojant gero biologinio suderinamumo medžiagas galima išsaugoti pacientų burnos sveikatą ir sumažinti burnos uždegimo dažnį.
Geras biologinis suderinamumas ir atsparumas korozijai yra būtinos širdies ir kraujagyslių implantų, įskaitant širdies stentus ir kraujagyslių stentus, sąlygos, užtikrinančios ilgalaikį jų veiksmingumą in vivo. Dėl puikaus formos atminties efekto ir nikelio -titano formos atminties lydinių biologinio suderinamumo jie yra labai paklausūs gaminant širdies ir kraujagyslių implantus. Vis dėlto nikelio jonų patekimas į žmogaus aplinką gali sukelti tam tikrų klausimų. Naudojant 3D spausdinimą ir paviršiaus kompozito apdorojimą, akytojo nikelio titano lydinio paruošimas gali padėti sumažinti nikelio jonų išsiskyrimą ir pagerinti medžiagų biologinį suderinamumą. Be to, gerėjanti pacientų gyvenimo kokybė sumažina kraujo krešulių susidarymą ir kraujagyslių restenozę, kurią įgalina gerai-biologiškai suderinami širdies ir kraujagyslių implantai.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html