Оставьте заявку
Мы обязательно свяжемся с вами
3D-печать в биомедицинской отрасли - достоинства технологии
#SIU_новости 25.04.2023
Керамическая 3D-печать для использования в биомедицине: сферы применения, кейсы работ. Преимущества керамики как материала для аддитивного производства имплантатов.
АТ - аддитивные технологии, разрабатываемые французской компанией 3DCeram, активно внедряются в различных отраслях медицины. Не остались в стороне и секторы, где используются имплантаты. Рассмотрим конкретные примеры применения 3D-печати в биомедицине.
Компания 3DCeram работает во французском городе Лимож, который является неофициальным европейским керамическим центром. Здесь находится крупный научно-исследовательский институт, изучающий возможности керамики. 3DCeram занимается разработкой 3D-принтеров, предлагает комплексную линейку аппаратов, собственные расходные материалы, программное обеспечение, услуги по отработке нюансов применения своей продукции.
Основная технология, используемая для работы, – стереолитография (SLA), предполагающая распечатку специальным составом кремообразной текстуры, состоящим из керамического порошка, смешанного с фоточувствительным полимером. Керамика больше всего близка по структуре к человеческим костям, что играет значимую роль для «приживаемости» импланта.
Керамическая печать - многоступенчатый процесс. Сначала осуществляется подготовка файла CAD, который импортируется в систему управления принтера. Затем выполняется послойное выращивание объекта, его очистка и термообработка, включающая удаление связующего вещества и спекание, придающее изделию необходимые свойства.
Когда печатается деталь, которая впоследствии будет задействована в медицине, основополагающим является выбор материала. Исходный состав должен быть биосовместим плюс инертен. Иногда ресурс должен обладать дополнительными качествами (износостойкостью, изоляционными или тепловыми свойствами, возможностью постобработки).
Сегодня керамическая печать используется в различных отраслях медицины:
Развитие 3D-печати керамикой в биомедицине началось с изготовления черепно-лицевых имплантатов. В 2005 году 3DCeram начала сотрудничество с госпиталем г. Лимож, совместно с которым провела более 50 клинических тестов по вживлению имплантов из гидроксиапатита, состав которого практически идентичен структуре кости. Напечатанные экземпляры обладают большими преимуществами по отношению к моделям, применяемыми сегодня (титановые или изготовленные методом литья из биосовместимых цементов). При трехмерной распечатке есть возможность комбинировать пористые и плотные участки на одном изделии, что обеспечивает лучшую остеоинтеграцию инородного элемента в организме человека. По жесткости экземпляры из гидроксиапатита такие же, как черепная кость.
Значимым преимуществом 3D-печати стала возможность кастомизации, то есть «подгонки» продукта под конкретного потребителя. Сначала производитель получает файл от врача в том формате, который доступен в больнице. После этого делается трехмерная реконструкция черепа, импортируемая в формат STL, осуществляется создание принципиального конструктива с определением площадей и объемов, уточнением подробностей. Спроектированная деталь адаптируется для 3D-печати, сохраняется в конечном файле CAD. Все шаги выполняются согласно указаниям хирурга. Поскольку технология не предполагает ограничений по конструктиву, итоговое изделие четко соответствует спецификациям заказчика. Срок службы таких имплантатов – от 10 до 15 лет. Хирурги лиможского госпиталя отслеживают состояние здоровья пациентов с внедренными конструктивами. До сих пор ни одного факта отторжения зафиксировано не было.
В последнее время растет количество операций, выполненных с применением распечатанных 3D-имплантатов.
Аддитивное производство имплантатов из керамики имеет ряд достоинств:
Достоинства АТ - аддитивных технологий в данной сфере:
В стоматологии, помимо 3Д-печати коронок и бриджей, ставшей повседневной процедурой, внимание специалистов сосредоточено на конструкциях, которые нереально получить традиционным способом. Яркий пример – винтовые импланты, которые в скором будущем заменят титановые, подверженные коррозии и отторгающиеся у 20% пациентов. Также набирают популярность временные или рассасывающиеся имплантаты, которые легко напечатать из керамики.
Для опровержения мифа о высокой цене керамических 3D-изделий на принтере C3600 за один сет было напечатано 1820 винтовых имплантатов из двуокиси циркония. Время распечатки получилось 80 секунд на 1 имплантат, а стоимость материала (включая раствор для чистки) для каждой детали составила 0,40 €. Проведенный сравнительный анализ показал, что коронки, изготовленные аддитивным способом, продемонстрировали устойчивость аналогичным традиционным экземплярам.
Все описанные кейсы продукции напечатаны на фирменных принтерах 3DCeram:
C100 EASY – малый аппарат, созданный для исследований, отработок методики, с которого можно масштабировать массовое производство;
C900 FLEX – универсальная платформа, позволяющая выращивать объекты из десятка существующих стандартных аддитивных материалов;
C3600 ULTIMATE – оборудование с большой рабочей площадью.
3D-оборудование 3DCeram представлено на нашем сайте:
3D-принтер 3DCeram C101 EASY LAB
3D-принтер С101 EASY FAB
3D-принтер 3DCeram C900 FLEX
3D-принтер 3DCeram C900 Hybrid
3D-принтер 3DCeram C1000 Flexamatic
АТ - аддитивные технологии, разрабатываемые французской компанией 3DCeram, активно внедряются в различных отраслях медицины. Не остались в стороне и секторы, где используются имплантаты. Рассмотрим конкретные примеры применения 3D-печати в биомедицине.
Компания 3DCeram работает во французском городе Лимож, который является неофициальным европейским керамическим центром. Здесь находится крупный научно-исследовательский институт, изучающий возможности керамики. 3DCeram занимается разработкой 3D-принтеров, предлагает комплексную линейку аппаратов, собственные расходные материалы, программное обеспечение, услуги по отработке нюансов применения своей продукции.
Основная технология, используемая для работы, – стереолитография (SLA), предполагающая распечатку специальным составом кремообразной текстуры, состоящим из керамического порошка, смешанного с фоточувствительным полимером. Керамика больше всего близка по структуре к человеческим костям, что играет значимую роль для «приживаемости» импланта.
Керамическая печать - многоступенчатый процесс. Сначала осуществляется подготовка файла CAD, который импортируется в систему управления принтера. Затем выполняется послойное выращивание объекта, его очистка и термообработка, включающая удаление связующего вещества и спекание, придающее изделию необходимые свойства.
Когда печатается деталь, которая впоследствии будет задействована в медицине, основополагающим является выбор материала. Исходный состав должен быть биосовместим плюс инертен. Иногда ресурс должен обладать дополнительными качествами (износостойкостью, изоляционными или тепловыми свойствами, возможностью постобработки).
Сегодня керамическая печать используется в различных отраслях медицины:
- челюстно-лицевая хирургия;
- стоматология;
- ортопедия.
Развитие 3D-печати керамикой в биомедицине началось с изготовления черепно-лицевых имплантатов. В 2005 году 3DCeram начала сотрудничество с госпиталем г. Лимож, совместно с которым провела более 50 клинических тестов по вживлению имплантов из гидроксиапатита, состав которого практически идентичен структуре кости. Напечатанные экземпляры обладают большими преимуществами по отношению к моделям, применяемыми сегодня (титановые или изготовленные методом литья из биосовместимых цементов). При трехмерной распечатке есть возможность комбинировать пористые и плотные участки на одном изделии, что обеспечивает лучшую остеоинтеграцию инородного элемента в организме человека. По жесткости экземпляры из гидроксиапатита такие же, как черепная кость.
Значимым преимуществом 3D-печати стала возможность кастомизации, то есть «подгонки» продукта под конкретного потребителя. Сначала производитель получает файл от врача в том формате, который доступен в больнице. После этого делается трехмерная реконструкция черепа, импортируемая в формат STL, осуществляется создание принципиального конструктива с определением площадей и объемов, уточнением подробностей. Спроектированная деталь адаптируется для 3D-печати, сохраняется в конечном файле CAD. Все шаги выполняются согласно указаниям хирурга. Поскольку технология не предполагает ограничений по конструктиву, итоговое изделие четко соответствует спецификациям заказчика. Срок службы таких имплантатов – от 10 до 15 лет. Хирурги лиможского госпиталя отслеживают состояние здоровья пациентов с внедренными конструктивами. До сих пор ни одного факта отторжения зафиксировано не было.
В последнее время растет количество операций, выполненных с применением распечатанных 3D-имплантатов. Аддитивное производство имплантатов из керамики имеет ряд достоинств:
- Уникальный контроль 3D-пористости. В отличие от литья при трехмерной печати можно комбинировать плотные и пористые участки, регулировать расположение, геометрию и диаметр пор, создавать отверстия для крепления в 3 осях.
- Остеоинтеграция с минимальным риском отторжения– имплантаты не разрушились, сохранили свою эстетику.
- Керамические элементы хорошо подходят для реконструкции крупных дефектов черепно-лицевой кости у взрослых и детей старше 8 лет.
Достоинства АТ - аддитивных технологий в данной сфере:
- Уникальная комбинация пористых и плотных участков для лучшей остеоинтеграции, обеспечения необходимой жесткости в нужных зонах;
- Форма изделия полностью адаптирована под конкретный позвонок.
В стоматологии, помимо 3Д-печати коронок и бриджей, ставшей повседневной процедурой, внимание специалистов сосредоточено на конструкциях, которые нереально получить традиционным способом. Яркий пример – винтовые импланты, которые в скором будущем заменят титановые, подверженные коррозии и отторгающиеся у 20% пациентов. Также набирают популярность временные или рассасывающиеся имплантаты, которые легко напечатать из керамики.
Для опровержения мифа о высокой цене керамических 3D-изделий на принтере C3600 за один сет было напечатано 1820 винтовых имплантатов из двуокиси циркония. Время распечатки получилось 80 секунд на 1 имплантат, а стоимость материала (включая раствор для чистки) для каждой детали составила 0,40 €. Проведенный сравнительный анализ показал, что коронки, изготовленные аддитивным способом, продемонстрировали устойчивость аналогичным традиционным экземплярам.Все описанные кейсы продукции напечатаны на фирменных принтерах 3DCeram:
C100 EASY – малый аппарат, созданный для исследований, отработок методики, с которого можно масштабировать массовое производство;
C900 FLEX – универсальная платформа, позволяющая выращивать объекты из десятка существующих стандартных аддитивных материалов;
C3600 ULTIMATE – оборудование с большой рабочей площадью.
3D-оборудование 3DCeram представлено на нашем сайте:
3D-принтер 3DCeram C101 EASY LAB
3D-принтер С101 EASY FAB
3D-принтер 3DCeram C900 FLEX
3D-принтер 3DCeram C900 Hybrid
3D-принтер 3DCeram C1000 Flexamatic
