1, nerūdijančio plieno medžiaga
Nerūdijantis plienas yra viena iš ankstyviausių implantų medžiagų, naudojamų žmogaus kūne, ypač austenitinis nerūdijantis plienas, pavyzdžiui, 316L nerūdijantis plienas, kuris vaidina svarbų vaidmenį gaminant ortopedinius implantus. Nerūdijantis plienas turi gerą biologinį suderinamumą, atsparumą korozijai ir mechaniniam stiprumui, kuris gali patenkinti pagrindinius ortopedinių implantų poreikius. Be to, dėl santykinai prieinamos nerūdijančio plieno kainos jis yra labai ekonomiškas atliekant klinikines reikalus. Tačiau nerūdijantis plienas kartais gali koroduoti fiziologinėje aplinkoje, o tai gali kelti grėsmę ilgalaikiam implantų stabilumui ir saugumui. Todėl, naudojant metalinį 3D spausdinimą, norint užtikrinti ilgalaikį implanto patikimumą, reikia griežtai kontroliuoti jo koroziją.
2, titano lydinio medžiaga
Titano lydinys yra viena iš dažniausiai naudojamų metalinių medžiagų gaminant ortopedinius implantus. Tarp jų Ti6Al4V titano lydinys yra labai palankus dėl puikaus biologinio suderinamumo, atsparumo korozijai ir mechaninio stiprumo. Elastinis titano lydinio modulis yra arčiau kaulo, kuris gali sumažinti streso ekrano efektą ir skatinti kaulų augimą bei gijimą. Be to, titano lydiniai taip pat turi gerą lankstumą ir apdorojamumą, leidžiančius tiksliai gaminti sudėtingas struktūras metalinėje 3D spausdinime. Tačiau titano lydiniai taip pat susiduria su tam tikrais iššūkiais, tokiais kaip streso ekrano poveikis ir kaulų integracijos problemos. Norėdami išspręsti šias problemas, tyrėjai tiria naujas titano lydinio kompozicijas ir paviršiaus apdorojimo metodus, kad padidintų jų biologinį aktyvumą ir kaulų integracijos galimybes.
Be Ti6Al4v titano lydinio, gaminant ortopedinius implantus gaminamas ir kiti titano lydiniai, tokie kaip Ti Ta ir Ti NB lydiniai. Šie lydiniai turi mažesnius elastingus modulius, kurie gali geriau suderinti kaulų tvirtumą ir sumažinti įtempių ekrano poveikį. Be to, naudojant porėtą titano struktūrą ir gamybos metodus, tokius kaip lazerinio miltelių lovos lydymosi (PBF-LB), implanto standumą galima dar labiau sureguliuoti, skatinant kaulų audinių augimą ir sustiprinant kaulų surišimą.
3, kobalto chromo lydinio medžiaga
Kobalto chromo lydinys yra dar viena dažniausiai naudojama ortopedinė implantų medžiaga. Jis turi gerą atsparumą korozijai ir atsparumui dilimui, pranašesniam nei nerūdijantis plienas ir tam tikri titano lydiniai. Kobalto chromo lydinys taip pat turi didelį kietumą ir stiprumą, gali atlaikyti dideles apkrovas ir trintį. Todėl jis dažnai naudojamas kaip pakaitinė medžiaga sąnariams ir dantims, pavyzdžiui, dirbtiniai klubo sąnariai, kelio sąnariai ir dantų implantai. Tačiau kobalto chromo lydinių kaina yra palyginti aukšta, o jų aukštas elastinis modulis taip pat gali sukelti streso ekrano poveikį. Norėdami palengvinti šias problemas, tyrėjai tiria funkcines gradiento porėtas struktūras ir paviršiaus dangos apdorojimo metodus, kad pagerintų kobalto chromo lydinių biologinio suderinamumo ir kaulų integracijos galimybes.
Kobalto chromo molibdeno lydinys yra kobalto chromo lydinio variantas, kuris dar labiau sustiprina jo stiprumą ir atsparumą korozijai, pridedant molibdeno elementą prie lydinio. Tai leidžia kobalto chromo molibdeno lydiniams geriau atlikti didelės trinties ir didelės streso aplinkos, tokios kaip šlaunikaulio ir blauzdikaulio komponentai, atliekant kelio sąnario pakeitimo operaciją.
4, kylančios metalinės medžiagos
Be aukščiau paminėtų tradicinių metalinių medžiagų, metalo 3D spausdinimo technologija nuolat tiria naujas ortopedines implantų medžiagas. Pavyzdžiui, magnio lydiniai sulaukė daug dėmesio dėl puikaus stiprumo ir svorio santykio, mažo tankio ir Youngo modulio, panašaus į kaulus. Tačiau greitos magnio lydinių skilimo charakteristikos in vivo taip pat kelia iššūkius. Tyrėjai tiria, kaip kontroliuoti jo degradacijos greitį, kad užtikrintų visišką absorbciją, tuo pačiu užtikrinant reikiamą palaikymą. Cinko lydiniai yra palankūs dėl jų svarbaus vaidmens kaulų metabolizme ir natūraliose antibakterinėse savybėse. Tyrėjai toliau gerina jo mechaninį efektyvumą ir biologinį suderinamumą, padeda pagrindą jo pritaikymui ortopediniuose implantuose.
Be to, kai kurie specialūs funkciniai lydiniai taip pat parodė metalo 3D spausdintų ortopedinių implantų potencialą. Pavyzdžiui, formos atminties lydiniai gali atkurti savo pradinę formą tam tikromis sąlygomis, o tai padeda pasiekti adaptyvų implantų reguliavimą ir dinaminį atsaką. Nano padengti lydiniai naudoja nanotechnologijas, kad kapsuliuotų funkcines medžiagas ant lydinio paviršiaus, kad padidintų jo biologinį suderinamumą ir kaulų integracijos galimybes.
5, medžiagų pasirinkimas ir optimizavimas
Medžiagų pasirinkimas ir optimizavimas yra labai svarbus metalo 3D spausdintų ortopedinių implantų gamybos procese. Pirmiausia reikia pasirinkti tinkamas medžiagas, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip funkciniai reikalavimai, biologinio suderinamumo reikalavimai ir implanto mechaninės savybės. Antra, norint užtikrinti tikslią implantų gamybą ir aukštą kokybę, būtina optimizuoti spausdinimo parametrus ir procesą. Be to, norint užtikrinti jų saugumą ir patikimumą, reikia griežto biologinio suderinamumo bandymo ir mechaninio veikimo įvertinimo.
Kurios medžiagos dažniausiai naudojamos metalinėje 3D spausdinime ortopedinių implantų gamybai?
Apr 08, 2025
Siųsti užklausą