obróbka cnc · 2021年12月19日

Porowate żelazo drukowane w 3D

Zespół inżynierów z Delft University of Technology opracował oparty na wytłaczaniu druk 3D, który można wykorzystać do produkcji tymczasowych implantów kostnych z porowatego żelaza.

Podobnie jak magnez czy cynk, porowate żelazo ulega biodegradacji, co oznacza, że ​​ma ogromny potencjał jako tymczasowy substytut kości, który ulega degradacji wraz z odrastaniem nowych kości. Wchłaniając się ponownie do organizmu, tymczasowe implanty mogą zmniejszyć ryzyko długotrwałego stanu zapalnego, który jest zwykle związany ze stałymi implantami kostnymi wykonanymi z metalu (takiego jak tytan).

Porowate żelazo drukowane w 3D

Główny autor badania, Amir A. Zadpoor, zwrócił uwagę: „W porównaniu z innymi biodegradowalnymi metalami lub polimerami stosowanymi w implantach kostnych, żelazo ma wyższą wytrzymałość mechaniczną, dzięki czemu można je projektować i wytwarzać do leczenia kości krytycznych. Struktura.”

Na pierwszy rzut oka wydaje się to mieć sens w przypadku drukowania w 3D biowchłanialnych implantów kostnych przy użyciu żelaza. Ten metal jest używany przez ludzkie ciało do transportu tlenu. Przyspiesza niektóre reakcje enzymatyczne, odgrywa ważną rolę w odpowiedziach immunologicznych i jest kluczowym elementem regeneracji kości.

Ten problem występuje, gdy spojrzymy na najbardziej powszechną formę żelaza, którą jest żelazo masowe (gęste). W przeciwieństwie do żelaza porowatego, żelazo luzem ma bardzo niski stopień biodegradacji ze względu na stosunkowo małą powierzchnię. Niestety, wcześniejsze próby drukowania porowatych rusztowań kostnych w 3D za pomocą technologii, takich jak stapianie złoża proszkowego, były ograniczone i dotyczyły głównie kontroli dostępności, kosztów lub porowatości. Chociaż drukowanie 3D oparte na wytłaczaniu może pokonać niektóre z tych przeszkód, często jest synonimem części o niskiej jakości, które nie nadają się do końcowych produktów medycznych.

Dlatego zespół Delft zdecydował się wypróbować własną, dedykowaną konfigurację opartą na ściśnięciu. Zadpoor ​​dodał: „Mamy nadzieję zweryfikować wykonalność wykorzystania druku 3D opartego na wytłaczaniu do wytwarzania żelaza porowatego i zbadać możliwości rozwiązania podstawowych problemów żelaza luzem, które ma bardzo niski wskaźnik biodegradacji przy zachowaniu innych ważnych właściwości (takich jak integralności strukturalnej) i właściwości mechanicznych podczas gojenia kości.”

Metoda zespołu polega na wstrzyknięciu rozpuszczalnika polimerowego z cząstkami żelaza w celu utworzenia atramentu kompozytowego. Po wydrukowaniu struktur nośnych są one podgrzewane w celu spalenia polimeru, pozostawiając żelazo. Pozostała struktura żelaza jest następnie poddawana dalszej obróbce cieplnej w celu spiekania jej w porowate ciało stałe.

Zadpoor ​​i jego koledzy zanurzyli swoje wydrukowane porowate rusztowania w specjalnie opracowanych symulowanych płynach ustrojowych i stwierdzili, że żelazo o wysokim stopniu biodegradacji traci 7% swojej masy co 28 dni. Zespół badawczy odkrył również, że korozja występuje wokół, a nawet wewnątrz implantu, ale ich właściwości mechaniczne są nadal zgodne z ludzkimi kośćmi.

Zadpoor ​​powiedział: „Potwierdziliśmy, że technologia druku 3D oparta na wytłaczaniu może zapewnić porowate żelazne rusztowania o zwiększonej biodegradowalności i właściwościach mechanicznych podobnych do kości, które mogą być stosowane jako substytuty kości”.

Kolejna faza badań obejmuje testowanie potencjału druku 3D metodą ekstruzji w innych, bardziej zaawansowanych funkcjach związanych z implantami. Obejmuje to wstrzykiwanie nano-bioceramiki w celu pobudzenia wzrostu kości, a nawet wstrzykiwanie środków przeciwbakteryjnych w celu zmniejszenia ryzyka infekcji po zabiegu.

Chociaż tytan jest w dużej mierze uważany za metal z wyboru do implantacji kości, naukowcy zajmujący się wytwarzaniem przyrostowym stale wykazują przydatność innych materiałów do tego zastosowania. W drugiej połowie ubiegłego roku naukowcy z Instytutu Technologicznego Skolkovo opracowali nową metodę drukowania 3D implantów kostnych wykonanych z personalizowanej ceramiki. Podobnie jak implanty Delft, implanty Skolkovo mają duże pory, dzięki czemu lepiej integrują się z tkankami organicznymi.

W innym miejscu naukowcy opracowali wcześniej biodrukowane rusztowania 3D oparte na nanoglinie, aby wspomóc regenerację kości. Wstrzykiwanie ludzkich komórek zrębu szpiku kostnego i ludzkich komórek śródbłonka żyły pępowinowej do rusztowania zastępczego kości dodatkowo promuje wzrost kości.

Link do tego artykułu: Porowate żelazo drukowane w 3D

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Porowate żelazo drukowane w 3DPTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi. Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Producent obróbki na dużą skalę toreb medycznych, świadcząc usługi projektowania 3D, prototypów i dostaw globalnych. Oferujemy również twarde etui, półtwarde pianki EVA, miękkie szyte etui, woreczki i wiele innych dla producentów OEM. Wszystkie etui są wykonane na zamówienie zgodnie ze specyfikacją z nieskończoną liczbą kombinacji materiały, formy, kieszenie, szlufki, zamki, uchwyty, logotypy i akcesoria. Odporne na wstrząsy, wodoodporne i przyjazne dla środowiska opcje. Części medyczne, reagowanie w sytuacjach awaryjnych, Części elektroniczne, korporacyjnym, edukacyjnym, wojskowym, ochroniarskim, sportowym, outdoorowym i budowlanym. Usługi obejmują konsultacje koncepcji przypadku, projektowanie 3D, prototypowanie, rototypowanie,Wiercenie CNC Usługi i produkcja.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel. Zapraszamy do bezpośredniego kontaktu z nami ( [email protected] ).