1. Principiul tehnic este controlul microstructurii în raport cu funcția biologică .
Imprimarea metalică 3D creează structuri 3D detaliate prin topirea pulberii metalice un strat la un moment dat, fie cu topirea fasciculului de electroni (EBM), fie cu topirea laser selectivă (SLM) folosind un fascicul puternic . principalele sale beneficii provin din:
Folosind software CAD pentru a construi pori gradient (dimensiunea porilor de 200–800 μm, porozitate de 60–85%) imitarea precisă a matricei extracelulare naturale;
Suprafața aspră la nivel micro-nano (RA 1,6 μm) este construită prin interacțiunea cu laser și pulbere pentru a îmbunătăți adeziunea celulelor;
Compozit multi-material: Utilizarea unui nucleu de aliaj de titan cu un acoperire bioceramică în aceeași structură va crea o rezistență mai bună și performanță biologică .
2. Innovație materială: Grombreaking în funcționalizare și biocompatibilitate .
În timp ce aliajul convențional de titan (TI6Al4V) are o rezistență excelentă la coroziune, modulul său elastic de 110 GPA este mult mai mare decât cel al țesuturilor moi (cum ar fi pielea 50 kPa și mușchiul 100 kPa) . O nouă generație de sisteme materiale transcende acest blocaj:
Ti ta (75 GPa) și Ti NB (45 GPa) controlează distorsionarea zăbrelei cu ajutorul elementelor tantal/niobium, scăzând astfel rigiditatea în intervalul de potrivire a țesuturilor moi .
Când reparația este finalizată, suporturile temporare absoarbe treptat aliajul de magneziu (care se degradează la o viteză de 0 . 5–2 mm/an) și aliaj de zinc (care are proprietăți antibacteriene).
Materiale inteligente: sub acțiunea temperaturii corpului și adaptarea dinamică la procesul de vindecare a țesuturilor, aliajele de memorie de formare (cum ar fi niti) își recâștigă forma prestabilită .
De la imitație la bionici funcționali: proiectare structurală
Proiectarea schelei metalice transcende acum reproducerea formei anatomice și se deplasează în domeniul biomimeticii funcționale:
Canal de angiogeneză: design microcanale spirale (300–500 μm lățime) pentru a ajuta celulele endoteliale să se deplaseze într -o direcție specifică și să formeze rețele de vase de sânge .
Realizarea canelurilor minuscule pe suprafața schelei ajută la eliberarea factorilor de creștere precum BMP -2 într -un mod controlat; Proiectarea are niveluri diferite, de la porii mari care ajută celulele să se deplaseze în nanofibre care ghidează modul în care celulele se dezvoltă .
https: // www . China -3 dprinting . com/metal -3 d-impring/slm -3 d-imprimening . html