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METHOD 3D打印机和LABS实验室共同研发用于肘部移植的骨骼友好型生物相容性材料

METHOD 3D打印机和LABS实验室共同研发用于肘部移植的骨骼友好型生物相容性材料

2022-02-18 14:35

西班牙国家研究委员会(CSIC)胶体处理小组日常使用COLFEED4Print的打印技术制造创新产品。他们目前专注于多个领域,其中就包括开发生物相容性3D打印丝材实现骨骼和组织再生。

R+D+I的未来:Oss骨诱导性丝材在创新案例中的应用

具备骨诱导性的Oss是一种可生物降解的聚合物丝材,内部含有高度分散的生物活性成分(TCP, HAp, Mg等等),是3D打印定制化骨骼和组织再生的理想选择。

这类丝材的主要优点在于它们可以结合不同的特性。

比如生物降解性、生物相容性或满足移植需求的抗菌效果——如紫外线消毒和定制孔隙率,这些特性使其成为体外细胞培养和临床体内研究的理想材料。

由于能够在可控环境中打印出具实验性的高级3D丝材,为医疗应用提供必不可少的表面高精度,MakerBot METHOD和LABS设备被用于打印这种生物可降解丝材。在这种情况下,Oss细丝被用作患者肘部部分切除后的移植解决方案。在整个过程中,我们可以看到对于这类应用,所使用的原料和可控的生产过程同样重要。

尺骨骨不愈合的再手术过程

在这个理论案例中,一名带着骨整合板的患者发现移动肘部时出现问题。医生对患肢进行CT扫描,以便通过3D影像检查肘部无法正常弯曲的原因。

为确保找到最优解决方案,医生还对健肢也进行了CT扫描,并将影像进行镜面反转,再把两个影像结果叠加。通过这种方式,患肢的肘部就能与健肢进行对比。

比较两个影像后发现,患肢的某些区域不应出现骨头,另一些区域则没了骨头。因此,医生决定进行截骨术(切除不健康的部分),并用移植骨骼代替。

至此,就解释了患者真实病例的操作过程。在决定进行截骨术后,医生会对其进行干预,手动纠正偏差,并为患者进行骨骼移植。移植体在手术室中按尺寸打磨,因此,在干预中外科医生必须将骨骼打磨至完美符合患者所需的形状。

使用3D打印和具备生物相容性的丝材——在这个案例中也就是Oss细丝,移植体可以在外科医生进入手术室前就打印好。只要使用了正确的3D设备,移植体的形状和大小将完全准确。

下面的图片显示了使用MakerBot METHOD LABS打印机制造的3D打印移植体:

结果显示,成品表面质量非常出色。尽管这是一种全新成分的丝材,但MakerBot团队已经取得了最佳效果。

个性化医疗是医疗保健的未来。它能够提供定制的解决方案,可以保证更好的效果,并减少再次干预的次数。然而,重要的是必须牢记,在医学领域,任何解决方案必须是安全和可控的。在研究过程中,为了得出正确的结论,确保过程的可重复性也相当重要。

COLFEED4Print是创新应用3D丝材开发的先锋,而MakerBot的设备为这类以创新为核心的企业提供了理想的3D打印解决方案。

MakerBot METHOD,用于研究的设备

在研究和开发新应用或产品时,必须确保实验的可重复性、可靠性和准确性。使用不正确的方法进行研究可能导致不准确的发现或结论。类似情况也会发生在3D打印的研究中,因为有很多大部分设备未纳入考量的变量,比如打印环境和打印丝材的状态。

对打印环境的控制能力是新材料开发和测试中必不可少的条件。MakerBot METHOD LABS是唯一具备加热腔室的桌面打印机。它的加热腔室可以控制前一打印层的温度,这有助于更好的层间融合。带有加热表面的3D设备会随着打印层数的增加出现温度梯度,使得层间融合不恒定、不平均。因此,在3D打印中受控的环境可提高可重复性,实现更加严苛和精准的打印。

LABS生态系统

此外,MakerBot设备还有专为实验材料设计的挤出机,一体成型的超长喷嘴可以更好地控制挤出和缩回。它的齿轮系统可产生200牛米的扭矩,并挤出最高标准的丝材。另一方面,MakerBot 3D打印机还带有空气过滤器,可处理材料发散出的有害颗粒。

这些都使得MakerBot 3D打印机成为了开发和打印创新产品和材料的理想工具。

源文摘自:Stratasys

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