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      鈦合金3D打印醫用產品的生物安全性

      2020-12-15 09:58:08

           醫用鈦合金生物性能優異,耐腐蝕性好,比強度高, 耐疲勞性好,生物相容性極佳,且力學性質接近人體骨 骼,已廣泛用于個性化醫療領域。據統計,2014至2016 年,鈦加工材料在醫藥領域的應用分別達到了698噸、 884噸和1 834噸,其中2016年的增長率高達107%。 隨著越來越多的試驗研究和臨床應用,鈦合金在牙科和 骨科材料方面的應用越來越具有突出的優越性。

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      目前很多學者都在致力于研究3D打印技術用于個 性化醫療領域的適宜性。劉一帆等應用SLM工藝生產鈦加工件可摘局部義齒支架,并對其適合性進行研究,指出SLM技術制作的鈦合金可摘局部義齒支架的適合性 基本滿足臨床要求。陳光霞等針對傳統制造方法在鈦 及鈦合金可摘除局部義齒支架制造中的不足,使用自主 開發的SLM快速成型設備及相關的軟件控制系統生產義齒支架,并進行了大量的工藝試驗研究,不斷優化工藝參數,制造出鈦合金可摘除局部義齒支架。證實SLM技術完全可以滿足鈦及鈦合金支架的生產要求。

      醫用材料對于生物性能的要求極高,生物相容性是 醫用材料應用于人體后與機體之間發生相互作用,醫用 材料與人體機體對相互作用的反應能力能夠保持相對 穩定而不會相互排斥。金屬鈦具有同素異構相轉變, 可由低溫α相轉變為高溫β相。早在20世紀40年代初期, Bothe等首先把純鈦引入到生物醫學領域,隨后,Branemark將純鈦用于口腔種植體后,純鈦作為外科植 入件材料得到大范圍應用。純鈦等α型鈦合金雖然在生 理環境中抗腐蝕性能優良,但其強度較低、耐磨性較差, 從而限制了骨科領域的使用。

           由于3D打印技術有不同的成型原理,各種技術受能 量來源、成型方式、工藝參數等的影響,在實際應用中, 有必要根據具體情況對3D打印的成型方式、工藝參數等 進行調整、優化和改進。3D打印制造技術雖然短時間內 還不能與傳統制造并駕齊驅,但它正被應用于醫療器械 原型制作、零部件以及直接制作高度定制或工藝復雜但 產量較少的器械物件等。隨著原材料、制造設備、關鍵 工藝技術等方面的不斷突破,3D打印技術在醫療器械領 域的應用將越來越廣泛。

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