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METHOD 3D打印機和LABS實驗室共同研發(fā)用于肘部移植的骨骼友好型生物相容性材料

3D打印動態(tài)
2022
01/27
10:58
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本帖最后由 小軟熊 于 2022-1-27 10:58 編輯

來源:Stratasys

西班牙國家研究委員會(CSIC)膠體處理小組日常使用COLFEED4Print的打印技術制造創(chuàng)新產品。他們目前專注于多個領域,其中就包括開發(fā)生物相容性3D打印絲材實現骨骼和組織再生。


R+D+I的未來:Oss骨誘導性絲材在創(chuàng)新案例中的應用
具備骨誘導性的Oss是一種可生物降解的聚合物絲材,內部含有高度分散的生物活性成分(TCP, HAp, Mg等等),是3D打印定制化骨骼和組織再生的理想選擇。

這類絲材的主要優(yōu)點在于它們可以結合不同的特性。比如生物降解性、生物相容性或滿足移植需求的抗菌效果——如紫外線消毒和定制孔隙率,這些特性使其成為體外細胞培養(yǎng)和臨床體內研究的理想材料。

由于能夠在可控環(huán)境中打印出具實驗性的高級3D絲材,為醫(yī)療應用提供必不可少的表面高精度,MakerBot METHOD和LABS設備被用于打印這種生物可降解絲材。在這種情況下,Oss細絲被用作患者肘部部分切除后的移植解決方案。在整個過程中,我們可以看到對于這類應用,所使用的原料和可控的生產過程同樣重要。

尺骨骨不愈合的再手術過程
在這個理論案例中,一名帶著骨整合板的患者發(fā)現移動肘部時出現問題。醫(yī)生對患肢進行CT掃描,以便通過3D影像檢查肘部無法正常彎曲的原因。


為確保找到最優(yōu)解決方案,醫(yī)生還對健肢也進行了CT掃描,并將影像進行鏡面反轉,再把兩個影像結果疊加。通過這種方式,患肢的肘部就能與健肢進行對比。

比較兩個影像后發(fā)現,患肢的某些區(qū)域不應出現骨頭,另一些區(qū)域則沒了骨頭。因此,醫(yī)生決定進行截骨術(切除不健康的部分),并用移植骨骼代替。

至此,就解釋了患者真實病例的操作過程。在決定進行截骨術后,醫(yī)生會對其進行干預,手動糾正偏差,并為患者進行骨骼移植。移植體在手術室中按尺寸打磨,因此,在干預中外科醫(yī)生必須將骨骼打磨至完美符合患者所需的形狀。

使用3D打印和具備生物相容性的絲材——在這個案例中也就是Oss細絲,移植體可以在外科醫(yī)生進入手術室前就打印好。只要使用了正確的3D設備,移植體的形狀和大小將完全準確。

下面的圖片顯示了使用MakerBot METHOD LABS打印機制造的3D打印移植體:


結果顯示,成品表面質量非常出色。盡管這是一種全新成分的絲材,但MakerBot團隊已經取得了最佳效果。

個性化醫(yī)療是醫(yī)療保健的未來。它能夠提供定制的解決方案,可以保證更好的效果,并減少再次干預的次數。然而,重要的是必須牢記,在醫(yī)學領域,任何解決方案必須是安全和可控的。在研究過程中,為了得出正確的結論,確保過程的可重復性也相當重要。

COLFEED4Print是創(chuàng)新應用3D絲材開發(fā)的先鋒,而MakerBot的設備為這類以創(chuàng)新為核心的企業(yè)提供了理想的3D打印解決方案。

MakerBot METHOD,用于研究的設備
在研究和開發(fā)新應用或產品時,必須確保實驗的可重復性、可靠性和準確性。使用不正確的方法進行研究可能導致不準確的發(fā)現或結論。類似情況也會發(fā)生在3D打印的研究中,因為有很多大部分設備未納入考量的變量,比如打印環(huán)境和打印絲材的狀態(tài)。

對打印環(huán)境的控制能力是新材料開發(fā)和測試中必不可少的條件。MakerBot METHOD LABS是唯一具備加熱腔室的桌面打印機。它的加熱腔室可以控制前一打印層的溫度,這有助于更好的層間融合。帶有加熱表面的3D設備會隨著打印層數的增加出現溫度梯度,使得層間融合不恒定、不平均。因此,在3D打印中受控的環(huán)境可提高可重復性,實現更加嚴苛和精準的打印。

LABS生態(tài)系統
此外,MakerBot設備還有專為實驗材料設計的擠出機,一體成型的超長噴嘴可以更好地控制擠出和縮回。它的齒輪系統可產生200牛米的扭矩,并擠出最高標準的絲材。另一方面,MakerBot 3D打印機還帶有空氣過濾器,可處理材料發(fā)散出的有害顆粒。

這些都使得MakerBot 3D打印機成為了開發(fā)和打印創(chuàng)新產品和材料的理想工具。


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