Implantes de impresión 3D - Biomateriales metálicos - Aleaciones de titanio
ventajas:Biocompatibilidad, alta resistencia específica, alta resistencia a la corrosión, peso ligero, menos defectos de fusión durante la impresión 3D
Solicitud:Implantes metálicos como articulaciones, cráneos, implantes dentales
Desafíos de la impresión 3D de implantes de titanio
El uso de biomateriales ortopédicos ha aumentado drásticamente en los últimos años a medida que la población envejece y los pacientes desean mantener el mismo nivel de actividad y calidad de vida. Impulsada por la enorme demanda de biomateriales ortopédicos clínicos, la ingeniería de tejidos óseos se ha desarrollado rápidamente y se ha investigado y diseñado una serie de biomateriales ortopédicos. Los biomateriales a base de hierro y magnesio se han utilizado ampliamente con la ayuda de la tecnología 3D. En comparación con los biomateriales a base de hierro y magnesio, los biomateriales a base de titanio tienen alta resistencia, bajo módulo específico y mejor biocompatibilidad. Los biomateriales exhiben ventajas únicas y competitivas.
La impresión 3D de biomateriales a base de titanio se puede personalizar de acuerdo con las diferentes necesidades de las personas. No solo puede fabricar estructuras complejas, sino que también tiene ventajas incomparables en términos de costo, ciclo de fabricación y personalización personalizada. Puede desarrollar vigorosamente esta tecnología en ortopedia, odontología, etc., y aplicaciones cardiovasculares. Sin embargo, esta tecnología todavía enfrenta muchos desafíos, como por ejemplo, cómo equilibrar la relación entre el crecimiento del hueso poroso y las propiedades mecánicas, la elección de la tecnología de fabricación aditiva y la optimización de parámetros.
Bmejor enfriamiento
(1) Las diferentes tecnologías de impresión 3D tienen diferencias en la velocidad de escaneo térmico, la fuente de alimentación, la tasa de deposición, etc. En comparación con los procesos tradicionales, el proceso de preparación de la impresión 3D tiene las características típicas de calentamiento y enfriamiento rápidos, lo que requiere un control preciso de los parámetros del proceso para obtener repuestos confiables y de alta calidad;
(2) Clasifique y describa la topología del tejido óseo, señalando que una forma de reducir la rigidez es optimizar racionalmente la topología del sustituto óseo poroso, reduciendo así la diferencia de rigidez entre el sustituto óseo y el hueso huésped, aliviando así la tensión. cuestión de blindaje.
(3) Se analiza la influencia de las características de calentamiento y enfriamiento rápidos en la evolución de la microestructura de las aleaciones de titanio, y las propiedades mecánicas se pueden mejorar ajustando la composición de dos fases y la microestructura;
(4) destacó la biocompatibilidad y la osteointegración de las aleaciones de titanio poroso después de la implantación; Los metales impresos en 3D se desarrollan mejor mediante el desarrollo de potentes herramientas digitales, como modelos de máquinas y aprendizaje automático combinados con bases de conocimientos metalúrgicos.
Se señala que el desarrollo de un método eficaz de identificación y certificación debería requerir una buena comprensión de los parámetros del proceso y los factores relacionados que afectan el comportamiento ante la fatiga. Para geometrías de impresión 3D complejas, como estructuras porosas y reticulares, es necesario desarrollar mejores pruebas, métodos de escaneo y técnicas de evaluación no destructivas.
Además, la aplicación continua de inteligencia artificial y algoritmos de aprendizaje automático brinda orientación científica para la selección de parámetros de procesamiento, lo que puede mejorar la calidad de las piezas y reducir el costo de prueba y error. Y el aprendizaje automático también puede actualizar gradualmente la relación proceso-microestructura-propiedad en función de la experiencia. Se enfatiza que la base de datos de impresión 3D debe desarrollarse vigorosamente para sentar las bases para optimizar el diseño experimental y acelerar la personalización personalizada.