گامی موثر در مسیر چاپ سه بعدی ایمپلنت‌های استخوانی سه بعدی

تاریخ : ۰۳ آذر ۱۳۹۹

تعداد بازدید : ۱۸۹

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

پژوهشگران روشی برای تولید ساختارهای سه بعدی پیچیده به منظور استفاده در ایمپلنت‌های استخوانی ارائه کردند.

محققان بخش ساخت و تولید مواد مرکز اسکولتک (CDMM) روشی برای طراحی و ساخت ایمپلنت استخوان سرامیکی پیچیده با ساختار متخلخل و قابل کنترل ارائه کردند که تا حد زیادی کارایی همجوشی بافت را افزایش می‌دهد.

 

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Design and Fabrication of Complex-Shaped Ceramic Bone Implants via 3D Printing Based on Laser Stereolithography در نشریه Applied Sciences به چاپ رسیده است.

 

مواد سرامیکی در برابر مواد شیمیایی، تنش مکانیکی و فرسودگی مقاوم هستند که این ویژگی باعث می‌شود این موادکاملا مناسب تولید ایمپلنت‌های استخوانی باشند.

 

 این ایمپلنت‌های سرامیکی به لطف فناوری پیشرفته چاپ سه بعدی می‌توانند به صورت سفارشی ساخته شوند. تاکنون از ساختارهای متخلخل مختلفی برای اطمینان از رشد موثر سلول در اطراف کاشت استفاده شده است.

 

برای اینکه همجوشی بافت کارایی بیشتری داشته باشد، حفره‌ها باید اندازه‌ای چند صد میکرونی داشته باشند، در حالی که ایمپلنت‌ها می‌توانند چندین برابر از حفره‌ها بزرگ‌تر باشند. در دنیای واقعی، ایمپلنت با ساختار متخلخل خاص باید به صورت سفارشی در یک بازه زمانی بسیار کوتاه طراحی شود.

 

مدل‌سازی هندسی متداول از محدودیت مساحت رنج می‌برند و از آنجا که ساختار داخلی ایملنت پیچیده است، این مدل‌های هندسی برای آنها قابل استفاده نیست.

 

محققان بخش ساخت و تولید مواد مرکز اسکولتک به سرپرستی پروفسور الکساندر سافونوف با استفاده از روش نمایش عملکردی (FRep) تولید این ایمپلنت‌ها را شبیه‌سازی کردند.

 

اوگنی مالتسف، از محققان بخش ساخت و تولید مواد مرکز اسکولتک و یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: «مدل‌سازی FRep از ریزساختارها دارای مزایای زیادی است. اول این که مدل سازی FRep همیشه درست بودن مدل حاصل را تضمین می‌کند، در حالی که در روش نمایش چند ضلعی رایج در سیستم‌های CAD چنین تضمینی وجود ندارد. دوم این که پارامترسازی کامل ریزساختارها انجام می‌شود، بنابراین انعطاف‌پذیری بالا در تولید سریع مدل‌های سه بعدی متغیر را تضمین می‌کند. سومین مزیت این روش آن است که ابزارهای متنوعی را برای مدل‌سازی ساختارهای مختلف متخلخل ارائه می دهد.»

 

در این پروژه محققان از روش FRep برای طراحی ایمپلنت‌های استوانه‌ای و یک سلول الماس مکعبی برای مدل‌سازی ریزساختار سلولی استفاده کردند. این ایمپلنت‌های سرامیکی چاپ سه مورد آزمایش قرار گرفتند.

جالب اینجاست که این روش جدید امکان تغییر ساختار متخلخل را به منظور تولید ایمپلنت با تراکم مختلف برای تأمین نیازهای فردی بیماران را فراهم می کند.

منبع : https://www.nanowerk.com/news2/gadget/newsid=56622.php

نظر شما