A 65 év felettiek jelenleg a világ népességének közel 10%-át teszik ki, és ez a szám 2050-re várhatóan megduplázódik [1]. Ezek az idős emberek nagyobb valószínűséggel tapasztalnak egészségügyi szövődményeket, például csonttöréseket és életkoruk miatti szövetvesztést. E szövődmények megoldása ezután rögzítést, rekonstrukciót vagy cserét igényel. A keményszövetek mechanikai igénybevétele miatt a fémeket általában támasztékként, a betegek azonnali mobilizálására és a szövődmények kialakulásának megelőzésére használják. Jelenleg a klinikailag használt implantátumok körülbelül 70-80%-a rozsdamentes acélból, kobalt-króm ötvözetből, titánötvözetből, nitinolból, tantálból készül. Az utóbbi időben egyre nagyobb az érdeklődés a biológiailag lebomló fémek, köztük a magnézium, a vas, a cink  és a kalcium tanulmányozása iránt, és számos új eredményről számoltak be. az elmúlt évtizedben.

A 3D nyomtatást fokozatosan alkalmazzák szinte minden iparágban. Ma már széles körben alkalmazzák az orvosbiológiai területeken is, nemcsak emberi szövetek, például ortopédiai és fogászati ​​implantátumok, mesterséges máj, valamint mesterséges szív- és érrendszeri, hanem mikrofluidikus eszközök javítására is.

A fémimplantátumok és a csont mechanikai tulajdonságainak eltérése miatt hajlamos a feszültségvédő árnyékolás megjelenésére, ami a csontreszorpcióhoz és az implantáció esetleges meghibásodásához vezet. Ezért új módszerekre van szükség a biomimetikus eszközök fejlesztéséhez. A hagyományos öntési és porkohászati ​​módszerekkel bonyolult külső formákat és bonyolult belső architektúrát nehéz elérni. A 3D nyomtatás fejlődésével azonban lehetőség nyílik a natív csonthoz szorosan illeszkedő, szabályozott porozitású és modulusú fém implantátumok nyomtatására, ezáltal csökkentve a feszültség-árnyékolással kapcsolatos problémákat. Ezen fém implantátumok tömeggyártása azért is lehetséges, mert a 3D nyomtatás előnye az alacsony költség, a rövid gyártási időszak és a nagy ismételhetőség. Sőt, ez a technológia integrálva van a számítógéppel támogatott tervezési (CAD) technikával, lehetővé téve a nagyfokú szabadságot biztosító, személyre szabott modelleket. Ennek eredményeként a 3D nyomtatás példátlan lehetőséget kínál a személyre szabott orvoslás előmozdítására olyan egyedi gyártású fém implantátumok kifejlesztésével, amelyek alkalmasak bizonyos szöveti hibákra. Ezért jelentős erőfeszítéseket tettek olyan implantátumok kifejlesztésére, amelyek nagyon hasonlíthatnak a csont természetes szerkezeti és funkcionális tulajdonságaira.

Ennek a technológiának a gyors fejlődése lehetővé tette az alternatív 3D nyomtatási módszerek megjelenését, amelyek leküzdik az általánosan használt lézer- és elektronsugaras nyomtatás hátrányait. Jelenleg a 3D nyomtatott biofémeket főként szövetjavítási, fogászati és ortopédiai implantátumok, valamint sebészeti eszközök előállítására használják. A jövőben a 3D nyomtatott, biológiailag lebontható fémek és folyékony fémek fejlesztése tovább fog terjedni az új biofém-alkalmazásokra, mint például a beültethető és/vagy biológiailag lebomló fémbioelektronika.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap