¿Cómo usar la impresión 3D de metal para fabricar fijadores externos personalizados en el tratamiento de fracturas?

1. El principio técnico es la conversión exacta de la imagen a la entidad .
Los fijadores externos impresos en 3D de metal personalizados combinan varias tecnologías innovadoras para crear una solución médica de precisión completa:
Imágenes de recopilación de datos: con la tomografía computarizada, los pacientes obtienen información precisa y tridimensional sobre el sitio de fractura . para fracturas de muñeca complicadas, por ejemplo, CT puede mostrar vívidamente la forma y el desplazamiento de fracturas óseas .
Los médicos pueden rotar, escalar y medir un modelo digital 3D creado a partir de datos de imágenes utilizando software profesional en una computadora, por lo tanto, establecer una base para la creación de fijadores externos .
Los médicos planifican la forma, el tamaño y la estructura de los poros del fijador externo utilizando herramientas de diseño asistido por computadora (CAD) derivadas de un modelo 3D . Por ejemplo, los médicos pueden planificar un sistema de fijación de tres ejes en la reparación de escoliosis para prevenir el desalineación ósea durante la fase de curación .}
La impresión 3D de metal crea fijadores externos personalizados con formas complejas por polvo de metal derretido, como la aleación de titanio Ti6al4v, una capa a la vez utilizando la fusión láser selectiva (SLM) o la fusión del haz de electrones (EBM) .
2 . ventaja clínica: aplicación vívida de medicina de precisión
Las aplicaciones clínicas de un fijador externo personalizado hecho de metal impreso en 3D han mostrado beneficios notables . Hay instancias particulares enumeradas a continuación:
Tratamiento de fracturas complejas:
El hospital está personalizando los marcos de fijación externos impresos en 3D para pacientes con tumores espinales torácicos acompañados de fracturas patógenas . En el Hospital General Guoyao Dongfeng, los pacientes pueden obtener más pronto y recuperarse más rápido que con los métodos tradicionales . La construcción porosa de esta apariencia ofrece un apoyo consistente y estimulada el desarrollo de tipos óseos {{4.}}}}
Tratamiento de fracturas pediátricas:
Si bien los aparatos ortopédicos impresos en 3D pueden cambiar de tamaño dependiendo de la altura de los niños, los aparatos ortopédicos tradicionales pueden ser desafiantes para adaptarse a sus cuerpos de crecimiento . su construcción ligera, con un peso de alrededor de 100 gramos, aumenta en gran medida el cumplimiento del usuario y ayuda a evitar la incomodidad de cambiar las náuseas varias veces .
Al personalizar el refuerzo impreso en 3D para las fracturas de muñeca, el Hospital Popular Shanghai logra la fijación de tres ejes en el treinta por ciento sagital, coronal y horizontal . los tiempos de recuperación quirúrgica de los pacientes se reducen en un treinta por ciento, y la incidencia de complicaciones cae en un cincuenta por ciento {}}}
Biocompatibilidad cómoda:
La hidroxiapatita se puede aplicar a los fijadores externos de aleación de titanio para ayudar a las células óseas a pegarse mejor; Una estructura porosa (con 60% –70% de porosidad) permite un mejor flujo de aire y reduce los problemas de la piel .
3. Innovación de material: de avances funcionales a biocompatibilidad .
La base de la impresión 3D de metal es la selección de materiales y la innovación; La eficacia clínica de los fijadores externos se ve directamente afectada por las propiedades de varias aleaciones .
Ti6al4v es una aleación de titanio:
Aunque es el material más utilizado y tiene una gran biocompatibilidad, su módulo elástico (110 GPA) es más alto que el de los huesos (10-30 GPa), lo que puede inducir efectos de protección contra el estrés . La respuesta consiste en:
La inclusión de elementos como Niobium (NB) y Tantalum (TA) reduce el módulo elástico .
Crean estructuras porosas destinadas a alentar el desarrollo del tejido óseo .
Metal degradable:
Actualmente bajo investigación se encuentran materiales degradables como aleaciones de magnesio y aleaciones de zinc con el módulo de un joven cerca del de los huesos, que pueden deteriorarse progresivamente durante el proceso de curación y ayudar a evitar la cirugía secundaria .
recubrimiento funcional:
Las técnicas de modificación de la superficie como el nitruro de titanio y el recubrimiento de hidroxiapatita ayudan a los fijadores externos a integrar mejor .

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