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DSC0000.jpg        中国3D打印网1月14日讯,LEMurr是得克萨斯大学埃尔帕索分校的研究人员,对3D打印医疗设备进行了概述,并在最近出版的《冶金原理应用于粉末床融合3D打印/个性化和优化的金属和合金生物医学的增材制造》中对植入物进行了概述。同时使用SLM和EBM技术的粉末床融合技术在世界范围内继续流行,包括在医院中,医院使用商业系统来创建针对患者的医疗设备。
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  用于Ti-6Al-4 V产品制造的EBM系统(图1c)。 (a)EBM示意图,显示在(1)电压下以60 kV电压操作的电子枪,通过CAD扫描聚焦的电子束(2)以选择性地熔化倾斜的(r)从纸盒(3)送入3D打印产品(4)的粉末层重力。 (b)如(a)所示,在EBM盒中放入Ti-6Al-4 V粉末。 (c)光学显微照片,显示Ti-6Al-4 V EBM固体,制成品α相,双凸透镜状晶粒的微观结构。
  “ EBM和SLM制成的金属或合金产品之间的主要区别在于,较低的SLM粉末床温度和更快的冷却或冷却速率,” Murr解释说。 “这会在某些SLM产品中产生内部应变,而这些产品通常需要进行热等静压处理(HIPing)以减轻这种固有应变,并会导致产品翘曲或其他变形。 SLM产品表面通常也更光滑,对于某些应用程序,这可能是重要的功能。”
  尽管3D打印,增材制造工艺和材料选择方面的挑战仍在继续,但世界各地的研究人员仍在不断创新植入物,无论是针对大脑,牙齿,脊柱或更多的植入物,在许多情况下(甚至在某些情况下)都可以提高生活质量。 Murr指出,已经进行了许多尝试来生产功能性且有效的多孔材料。医疗器械制造商一直在努力工作,以创造出新的方法来生产具有合适孔隙率的植入物。
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  EBM制造的Ti-6Al-4 V菱形十二面体网状颅骨插入件,用于特定于患者的CAD生成的聚合物头骨模型。
  “截至2019年,全球医院中有数百个所谓的即时医疗3D打印中心或枢纽;Murr说:“有些人在整形外科部门,而另一些人则为各种外科部门提供服务,包括开发3D打印的外科手术计划模型。”如今,负责制造植入物的大多数3D打印医疗中心和服务实验室都使用Ti-6Al-4 V粉:
  .颌面重建
  .骷髅头
  .脊椎插入物
  .全髋关节和膝关节植入物
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EBM制造的Ti-6Al-4 V网格和泡沫以及Co-Cr-Mo合金网格和泡沫样品的相对弹性模量(E / Es)与相对密度(ρ/ρs)的关系图。改编自Murr [9]。注意,沿着拟合线的箭头对应于E / Es = 0.02和ρ/ρs= 0.18,其斜率对应于Eq中的指数2。 (11)。  “在过去的20年中,尽管已经进行了大量的钛合金系统开发研究,其中包括诸如Ti-24Nb-4Zr-7.9 Sn之类的合金,其杨氏模量小于Ti-6Al的一半。 -4 V,采用这些合金进行植入物制造几乎没有动机,无论是生物医学的还是经济的,”研究人员总结道。
  “对于Ti-6Al-4 V,主要的微观结构由各种α相尺寸或αʹ-(马氏体)相尺寸组成,可以在大约3.5-4.5 GPa的范围内调节硬度(维氏硬度)作为强度和延展性的相应操纵。虽然这可以确保多孔,开放式细胞植入物设计与骨骼的高度生物力学相容性,但最佳的骨骼向内生长不仅可以确保植入物的有效固定,还可以使植入物成为骨骼支架或理想的骨替代物。”
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  由EBM制造的Ti-6Al-4 V多孔网状骨盆带,是为患者特定的聚合物T-CAD模型定制的(a)。 (b)显示带有箭头的倒置钛合金骨盆插入物,指示用于连接右腿的髋臼假体的附件。
  中国3D打印网原创文章!
  (责任编辑:中国3D打印网)


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