Tehnički princip: Harmonični utjecaj strukturne optimizacije i izbora materijala
Tajna upotrebe tehnologije 3D ispisa s metalom za poboljšanje performansi visoko rizične medicinske opreme je njegov poseban izbor materijala i strukturne optimizacijske sposobnosti .
Izbor materijala:
Kako se najčešće koristi medicinski metal, titanijska legura (Ti6Al4v) prirodno razvija zaštitni sloj bogatog titanijevog dioksida (TiO₂) na svojoj površini, stoga sprečavajući koroziju iz ljudskih tekućina . za obnavljanje stomatoloških tvari i ortopedskih implantata, njegovih velikih mehaničkih materijala i biokompanja.
U situacijama s visokim trećem, legura kobaltnog kroma pokazuje izvanrednu otpornost na habanje i tvrdoću; Oksidni premaz razvijen na površini poboljšava otpor korozije još više . uglavnom se koristi u disciplinama poput protetskih zglobova i kardiovaskularnih stenta .
Porozna titanijska konstrukcija: Metoda topljenja ležišta u prahu (PBF-LB) proizvodi porozni titanij koji ne samo da mijenja krutost implantata, već i potiče razvoj koštanog tkiva pomoću svoje složene strukture pora, stoga omogućava cirkulaciju tekućine i snižavanje lokalnog rizika od korozije .
Strukturna optimizacija:
Složeni dizajn pora: Metalni 3D ispis čini jednostavan za dobivanje složenih struktura pora koji je izazovan uobičajenim metodama . Optimiziranjem raspodjele stresa i snižavanjem vjerojatnosti incidencije korozije, ove pore ne samo da pomažu opremi da vaga manje, već i povećaju život i ovisnost .
Materijali s funkcionalno stupnjevanim karakteristikama: Postizanje varijacija gradijenta u sastavu materijala unutar iste komponente pomoći će povećati otpornost na koroziju na određenim mjestima, uz očuvanje opće strukturne čvrstoće i žilavost .
Iako je metalna tehnologija 3D ispisa pokazala velike prednosti u proizvodnji visoko rizičnih medicinskih uređaja, njegova široka upotreba i dalje se suočava s nekoliko poteškoća .
Materijalna ograničenja: Financijski problemi s visokim cijenama materijala visokih performansi poput legura titana ograničavaju uporabu odbačenih medicinskih uređaja . Istraživanje jeftinih materijala poput nehrđajućeg čelika medicinskog stupnja (poput 316L) i snižavanja cijena materijala masovnom proizvodnjom dio su rješenja.
Materijali koji se degradiraju: Da bi se postigle brzine degradacije, brzo razgrađujuća svojstva biorazgradivih materijala poput legura magnezija i legura cinka in vivo moraju se dodatno regulirati .
Preciznost nakon obrade i preciznost ispisa:
Homogenost fine strukture: Mehaničke kvalitete i korozijska otpornost opreme ovise o homogenosti strukture pora-koja od 0 . 5 mm veličine pora . Optimiziranje parametara tiskanja, uključujući lasersku moć i brzinu skeniranja, pomoći će u povišicu ispisa.
Post-obrade Tehnološke inovacije: Oprema mora proći kroz obradu, uključujući poliranje i brušenje, kako bi se uklonili površinski nedostaci i povećali otpor korozije i biokompatibilnost nakon ispisa .
Problemi s neuspjehom i politike sterilizacije:
Materijali, uključujući legure i polimere od titana, mogu propasti s ponovljenim toplinskom steriliziranjem . moramo stvoriti specifične medicinske materijale otporne na visoke temperature i kemijsku koroziju ili primijeniti tehnike sterilizacije niske temperature, kao što su sterilizacija etilen oksida, gama zračenja, etc .
Pravila i smjernice:
Medicinska oprema proizvedena u 3D-u mora slijediti stroge propise, uključujući postupak odobrenja FDA . kako bi se ubrzala odobrenje i podržala pokretanje tržišta 3D-tiskanih implantata, Amnovis je poslao glavnu datoteku FDA .
Prednosti metalne tehnologije 3D ispisa u području visoko rizične medicinske opreme potaknut će evoluciju inteligentnih i prilagođenih medicinskih sektora .
Materijalni izum:
Stvorite nove biokompatibilne legure s niskim elastičnim modulom, a opet velikim otporom korozije, poput legura Tita i TinB, tako da spuštate zaštitu napona .
Istražite materijale za pametni premaz-kao samo zacjeljivanje premaza-kako biste poboljšali korozijski otpor opreme i vijek rada još više .
Uključivanje tehnologije:
Kombinacija metoda umjetne inteligencije za maksimiziranje opreme mikrostrukture-kao strojno učenje stupnjeva korozije i predviđanja lokacije-tada fokusira strukturni dizajn .
Potaknite uporabu funkcionalno ocjenjivanih poroznih struktura da biste postigli prilagođene dizajne za različite dijelove opreme, tako da poboljšate mehaničke performanse i otpornost na koroziju u cjelini .
Kontrola troškova: Kako se cijena lokalne metalne opreme za 3D ispis smanjila na 60% uvezene opreme, troškovi materijala i dalje će padati pod ohrabrivanjem masovne proizvodnje .
Povećajte prijelaz metalne tehnologije 3D ispisa iz vrhunskog prilagođavanja na velike aplikacije povećanjem brzine ispisa, smanjenjem troškova rada i tako olakšavanjem .
Tehnike sterilizacije s niskim temperaturama koje odgovaraju za medicinsku opremu s 3D printom pomažu u sprječavanju raspada materijala donesene sterilizacijom visoke temperature .
S tako široko korištenim medicinskim uređajima s 3D-tiskanim uređajima, relevantni propisi i standardi nastavit će se razvijati kako bi se zajamčila sigurnost i učinkovitost proizvoda .