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一张图和四类案例了解陶瓷3

发布时间:2022-09-15 17:42:32浏览:7038点赞:

陶瓷材料具有轻质、耐氧化、耐腐蚀性、耐高温等特点并具有良好的生物相容性,已被广泛应用于制造牙科、骨科等医疗器械。但是陶瓷材料因其硬而脆的特性造成加工成型困难,而3D打印这种新型陶瓷加工技术可在一定程度上解决这个问题。

目前,相较金属和聚合物材料而言陶瓷材料在3D打印中的应用略显不成熟,陶瓷浆料的粒径、pH值、颗粒分布、粘度和添加剂都直接影响打印效果,加大了陶瓷浆料制备的困难度,陶瓷3D打印技术发展与材料制备技术的发展密切相关。但由于陶瓷3D打印技术可直接打印具有复杂结构的陶瓷零件,因此陶瓷3D打印技术仍具有无可替代的优势及应用价值。本期,将通过一张图及四类应用案例与谷友共同了解一下陶瓷3D打印技术在医疗中的应用情况。

陶瓷3D打印及医疗中应用的陶瓷材料

在医疗中应用陶瓷根据材料属性的不同可以分为两类:

一类是高性能陶瓷,如氧化锆、氧化铝、氮化硅,这类陶瓷材料不会降解,由于其出色的机械性能,耐磨性,低导热性和导电性以及优良的生物相容性等优点,被广泛用于生产永久性植入物及义齿等医疗器械。

多样化的医疗应用

- 心脏起搏器泵

维也纳科技大学和维也纳医科大学的研究人员使用Lithoz 基于光固化工艺的LCM 3D打印技术作为心脏起搏器泵的制造方法。研究项目中开发的心脏泵旨在为病人提供心脏手术后的临时心脏辅助泵,该装置与主动脉内气囊泵结合,可为冠状动脉血管优化供血,在关键的愈合阶段缓解心脏压力。

项目组采用的心脏起搏器泵陶瓷材料为氧化铝,该具有优良的生物相容性、生物惰性和较高的表面光洁度。通过Lithoz的LCM打印工艺,可以在短时间内便捷的生产、测试、优化设计模型。

- 个性化骨修复器械

骨缺损修复器械用于骨折修复手术,作用是将骨折端固定在一起,同时固定骨折部位。传统器械由金属材料制成,并且由外科医生在手术室中适当弯曲调整。

- 氧化锆义齿

博力迈的定制化义齿产品已获得医疗器械注册证,这款定制式固定义齿包括全瓷冠、全瓷桥两种型号,使用具有医疗器械注册证书的氧化锆瓷块(或瓷粉)制成。

博力迈科技研发了陶瓷3D打印机,并推出3D打印氧化锆陶瓷义齿生产线,由患者牙模数字化扫描与建模、义齿三维设计、3D打印义齿生坯、脱脂与高温烧结、上釉等工序组成。

- 可降解的骨修复植入物/支架

以上三类应用案例制造材料均为高性能陶瓷材料,接下来的骨修复植入物/支架则是使用可降解陶瓷材料制造的。

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