Echipamentele medicale necesită standarde foarte exacte pentru materiale, care trebuie să satisfacă simultan fezabilitatea, siguranța și utilitatea fabricației:
Biocompatibilitate
Substanța trebuie să interacționeze pe termen lung cu țesutul uman fără a induce toxicitate sau răspunsuri imunologice. Stratul de oxid de pe aliaje de crom de cobalt are calități similare; Stratul de oxid de titan format pe aliaje de titan (precum TI6AL4V) poate preveni eficient eliberarea ionilor metalici.
Cazul: FDA a șters implanturile de titan ale Amnovis realizate folosind tehnologia de topire a patului cu pulbere (LPBF) pentru utilizare în aplicații ale coloanei vertebrale și ortopedice.
rezistent la coroziune
Condițiile chimice, dezinfectanții și lichidele corporale pot provoca coroziune metalică. Rezistența excelentă la coroziune caracterizează aliaje de titan și aliaje de crom de cobalt; Cu toate acestea, cu o utilizare continuă, degradarea acoperirii de pasivare poate determina degradarea oțelului inoxidabil.
Complemente de performanță mecanică
Lucrurile trebuie să aibă calități mecanice asemănătoare cu cele ale organelor umane sau oaselor. Chiar dacă modulul eficient al aliajului de titan TC4 (în jur de 110 GPa) este similar cu cel al osului (aproximativ 30 GPa), proiectarea unei structuri poroase poate reduce modulul elastic, ceea ce contribuie la prevenirea efectului de ecranare a stresului.
Sterilizabilitate
Materialele trebuie să reziste tehnicilor de sterilizare, inclusiv iradierea gamma, oxidul de etilenă sau aburul la temperaturi ridicate. În acest sens, aliajele de titan și aliajele de crom de cobalt prezintă stabilitate; Anumiți polimeri pot denatura sub temperaturi ridicate.
Diferite tehnologii de imprimare variază semnificativ în ceea ce privește adecvarea lor pentru materiale metalice; Cu toate acestea, selecția ar trebui să depindă de caracteristici tehnice specifice.
Topirea selectivă laser (SLM)
Materialele relevante aici sunt pulbere de titan, crom de cobalt, oțel inoxidabil etc.
Avantaje: Poate imprima structuri poroase complexe, cum ar fi structura de zăbrele a implanturilor ortopedice, care încurajează dezvoltarea țesutului osos.
Calitatea tipăririi suferă în funcție de omogenitatea pulberii și de gestionarea conținutului de oxigen.
Topirea patului cu pulbere laser sau LPBF
Două materiale relevante sunt aliaj de titan și aliaj de temperatură înaltă pe bază de nichel.
Precizia ridicată și dimensiunile mici fac ca avantajele să fie potrivite pentru implanturile stomatologice și craniofaciale.
Cazul: Huashu High Tech a înregistrat un dispozitiv medical de clasă III folosind tehnologia LPBF după imprimarea unui dispozitiv de fuziune a coloanei vertebrale toracolumbare.
Grinzi de electroni de topire (EBM)
Materialele adecvate sunt metale cu punct de topire ridicat, cum ar fi titanul și tantalul.
Avantaje: atmosfera de vid se potrivește pentru imprimarea materialelor de înaltă puritate și scade oxidarea.
Două limitări sunt o alegere mai degrabă restrânsă și cheltuieli ridicate ale echipamentelor.