e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAI

TU Delft推出使用独特性能创新混合生物材料的3D打印髋关节植入物

2018/2/2    来源:互联网        
关键字:3D打印  

    过去几年来,3D打印已经对假肢和其他医疗器械的建设产生了严重的影响,随着技术的进步,3D打印技术将会持续下去。新材料的开发应该是一个特别重要的因素,生物材料由于其有机基础提供了全方位的优势。 TU代尔夫特大学的一个研究小组最近创建了新的生物超材料,由于其独特的重要特性组合,未来的髋关节植入物3D打印显示出前景。

    1

    植入物松动是可能影响医疗装置的长期有效性的问题之一,特别是对于臀部区域的装置。到2020年,全世界髋关节假体的数量预计将达到每年250万个,而按照目前的技术,约10%的假体将在术后10年内不再固定。由Amir Zadpoor领导的TU Delft团队开始通过3D打印植入物来解决这个问题,这种植入物将会更加永久地固定住两种类型的生物超材料。一个是传统的生物超材料,而另一个是所谓的拉胀生物超材料。

    2

    元生物材料是所谓的超材料的生物医学变体,是显示在自然界中不存在的特征的材料。拉胀变形的特殊之处在于它们具有负的泊松比,这意味着拉伸时它们变得更加垂直于施加的力。根据Zapdoor的说法,“采用简单的几何形状设计并采用钛金属打印的Auxetic超生物材料,在压力作用下展现出独特的扩张力学性能,这使其非常适合用于与之相反的材料。髋关节植入物行走时,假体会受到各种力量的作用,假体一侧的压力太大,可能会脱离骨头,这是非常不可取的。

    3

    3D打印的混合假体髋关节植入物结合了一种材料,当拉伸时变厚,而非变薄。这种双泊松比组合将提高植入物周围骨骼生长的机会,这意味着它们将被更安全地固定到位。对植入物施加的非自然力也将减小,使得植入物不太可能被侵蚀。

    植入物尚未进行临床试验。到目前为止所进行的实验涉及对模拟骨样材料(具有骨的机械特性的特殊泡沫)所包围的植入物的垂直压缩。该力类似于将施加在人体植入物上的应力。由于这种压力,新的植入物膨胀,导致两侧的骨周围受到压迫。当植入物最终用于人体时,正是这种压缩将确保改进的植入物固定。英国皇家化学学会同行评审杂志“材料地平线”(Materials Horizo??ns)上发表了一篇名为“合理设计的元植入物:拉胀和传统元生物材料的组合”的论文。

    4

    该项目的下一步将是更详细地探索材料的属性,与各个学术医院的研究人员密切合作。莱顿大学医学中心的医学三角教授和整形外科医生Rob Nelissen教授对于代尔夫特理工大学研究团队发现的潜力充满热情:“髋关节植入物领域的创新是急需的,而Zadpoor教授的新方法当然也有可能延长植入物的寿命“,他说。 “为了确保患者的质量安全改善,从患者的3-D测量开始阶段性介绍是必要的。”

责任编辑:张纯子
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并以尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐