Tekninen periaate: Rakenteellisen optimoinnin ja aineellisen valinnan harmoninen vaikutus
3D-tulostustekniikan käyttämisen salaisuus metallin kanssa korkean riskin lääketieteellisten laitteiden suorituskyvyn parantamiseksi on sen erityinen materiaalivalinta ja rakenteellinen optimointikapasiteetti .
Materiaalien valinta:
Usein käytetty lääketieteellinen metalli, titaaniseos (TI6AL4V) kehittää luonnollisesti rikkaan titaanidioksidi (TIO₂) -suojakerroksen sen pinnalla, estäen siten ihmisen nesteiden korroosion . hammaslääketieteellisistä palautuksista ja ortopedisistä implantoista.}}}}}}}}}}}}}}}}
Korkeissa tilanteissa kobolttikromiseos osoittaa erinomaista kulumiskestävyyttä ja kovuutta; Pinnalla kehitetty oksidipinnoite parantaa korroosionkestävyyttä vielä enemmän ., jota käytetään enimmäkseen tieteenaloilla, kuten proteesien nivelillä ja sydän- ja verisuonitauteilla .
Huokoinen titaanirakenne: Laser-jauhesängyn sulatus (PBF-LB) -menetelmä tuottaa huokoista titaania, joka ei vain muokkaa implantin jäykkyyttä, vaan myös stimuloi lukukudoksen kehitystä sen monimutkaisen huokosrakenteen avulla, mikä mahdollistaa nestevertailun ja paikallisen korroosioriskin alentamisen .
Rakenteellinen optimointi:
Monimutkainen huokosuunnittelu: Metalli 3D -tulostus tekee helpoksi saada monimutkaiset huokosrakenteet haastamaan tavanomaisilla menetelmillä . optimoimalla stressin jakautumista ja vähentämällä korroosion esiintyvyyden todennäköisyyttä, nämä huokoset eivät vain auttaisi punnitsemaan, vaan myös lisäämään sen käyttöikää ja luotettavuutta .
Materiaalit, joilla on funktionaalisesti luokiteltuja ominaisuuksia: gradienttivaihtelujen saavuttaminen materiaalikoostumuksessa saman komponentin sisällä auttaa lisäämään korroosionkestävyyttä tietyissä paikoissa säilyttäen samalla yleisen rakenteellisen lujuuden ja sitkeyden .
Vaikka metalli 3D-tulostustekniikka on osoittanut suuria etuja korkean riskin lääketieteellisten laitteiden valmistuksessa, sen laaja käyttö kohtaa edelleen useita vaikeuksia .
Materiaalirajoitukset: Taloudelliset ongelmat kalliissa, korkean suorituskyvyn materiaaleissa, kuten titaaniseoksissa
Materiaalit, jotka hajoavat: Hallitsemattomien hajoamisnopeuksien saamiseksi, biohajoavien materiaalien, kuten magnesiumseosten ja sinkkiseosten, nopeasti hajottavat ominaisuudet on edelleen säänneltävä .
Jälkikäsittelytarkkuus ja tulostustarkkuus:
Hienon rakenteen homogeenisuus: Laitteiden mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyys riippuvat huokosrakenteen homogeenisuudesta-joka on 0 . 5 mm: n huokoskoko . Tulostusparametrien optimointi, mukaan lukien laservoima ja skannausnopeus.
Jälkikäsittely Teknologiset innovaatiot: Laitteiden on läpäistävä jälkikäsittely, mukaan lukien kiillotus ja hiominen, pintavirheiden poistamiseksi ja korroosionkestävyyden ja biologisen yhteensopivuuden nostamiseksi tulostamisen . jälkeen .
Epäonnistumisen ongelmat ja sterilointi politiikat:
Materiaalit, mukaan lukien titaaniseokset ja polymeerit, voivat epäonnistua toistuvalla lämmön steriloinnilla . Meidän on luotava erityisiä lääketieteellisiä materiaaleja, jotka ovat kestäviä korkeita lämpötiloja ja kemiallista korroosiota tai käytettävä matalan lämpötilan sterilointitekniikoita, kuten etyleenioksidin sterilointia, gamma-säteilytystä jne. .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
Säännöt ja ohjeet:
3D: ssä valmistettujen lääketieteellisten laitteiden on noudatettava tiukkoja määräyksiä, mukaan lukien FDA: n hyväksyntäprosessi . nopeuttaaksesi hyväksyntää ja tukea 3D-painettujen implanttien markkinoiden käynnistämistä, Amnovis on lähettänyt päätiedoston FDA .
Metallin 3D-tulostustekniikan edut korkean riskin lääketieteellisten laitteiden alalla rohkaisevat älykkäiden ja räätälöityjen lääketieteellisten sektoreiden kehitystä .
Aineellinen keksintö:
Luo uusia biologisesti yhteensopivia seoksia, joilla on alhainen elastinen moduuli, mutta suuri korroosionkestävyys, kuten Tita ja TinB -seokset, joten stressin suojaamisen alentaminen .
Tutki älykkäitä pinnoitusmateriaaleja, kuten itse parantavat pinnoitteet parantamaan laitteiden korroosionkestävyyttä ja käyttöikäisiä entistä enemmän .
Teknologian sisällyttäminen:
Keinotekoisten älykkyysmenetelmien yhdistäminen laitteiden mikrorakenteen maksimoimiseksi, kuten koneoppimispohjainen korroosioaste ja sijaintiennuste-keskittyy rakennesuunnitteluun .
Kannusta toiminnallisesti luokiteltujen huokoisten rakenteiden käyttöä saavuttamaan räätälöityjä malleja laitteiden eri osille, joten mekaanisen suorituskyvyn ja korroosionkestävyyden parantaminen kokonaisuudessaan .
Kustannushallinta: Koska paikallisen metallin 3D -tulostuslaitteen hinta on laskenut 60 prosenttiin tuontilaitteista, materiaalikustannukset vähenevät edelleen massatuotannon kannustamisessa .
Lisää metalli 3D-tulostustekniikan siirtymistä huippuluokan mukauttamisesta laajamittaisiin sovelluksiin lisäämällä tulostusnopeutta, alentamalla työvoimakustannuksia ja siten helpottamalla .
Matalan lämpötilan sterilointitekniikat, jotka sopivat 3D-tulostettuihin lääketieteellisiin laitteisiin, auttavat estämään korkean lämpötilan steriloinnin aiheuttama materiaalin hajoaminen .
3D-painettujen lääkinnällisten laitteiden kanssa niin laajalti käytettyjen asiaankuuluvien säädösten ja standardien kehitystä voidaan taata tuotteiden turvallisuus ja tehokkuus .