チタン合金3Dプリント技術の研究が進展

チタン合金3Dプリント技術の研究が進展
この投稿はTaiji Bearによって2015-6-17 10:20に最後に編集されました。


中国科学院金属研究所瀋陽国家(合同)材料科学実験室エンジニアリング合金研究部は、国内の医療機関と協力し、チタン合金3Dプリント技術の医療分野への応用において段階的な成果を上げている。彼のチームは、スウェーデンの Arcam A1 電子ビーム金属溶融ラピッドプロトタイピング装置を使用して、多孔質コーティングを施したチタン合金の骨盤プロテーゼ、鎖骨プロテーゼ、肩甲骨プロテーゼを製造しました。すべてのプロテーゼは、医療臨床試験で良好な結果を達成しました。この技術の応用により、将来的には医療機器の「カスタマイズ」が可能になります。

金属研究所は山東衛高整形材料有限公司と協力し、骨梁構造を有する多孔質チタン合金頚椎・腰椎固定装置を設計・製造しました。この製品は機械的性質と生体適合性の両方の特徴を備えており、頚椎・腰椎疾患の治療に最適な製品です。現在、この製品は国家食品医薬品局医療機器品質監督検査センターの検査報告書を取得しており、関連する臨床試験が進行中です。

3Dプリンティングとは、3次元CADモデルを設定された厚さに従ってスライスして積層し、3次元ファイルを一定の厚さのいくつかの2次元グラフィックスに分割するプロセスです。これらの2次元情報を制御コンピューターに入力した後、高エネルギー電子ビームを駆動して、計画された経路に沿って粉末ベッド上の粉末をスキャンし、粉末を溶かして固体にします。このプロセスを繰り返して、研究者が設計した複雑な部品を製造します。

この技術は、骨腫瘍の治療など整形外科の分野で独自の技術的優位性を持っています。患者の骨の違いに基づいて、さまざまな患者に最適な置換モデルをカスタマイズし、3Dプリント技術を使用して、短期間で患者に最適な置換品を迅速に製造し、コストと製造サイクルを大幅に削減します。データ収集、処理、製造から患者への外科的移植までのすべての作業は、3〜4日以内に完了できるため、複雑でコストがかかり、時間がかかり、置換品と患者が一致しないリスクがある従来の骨置換品の製造プロセスを効果的に回避できます。

3D プリント技術の応用は、整形外科用医療機器の大量生産にとっても革命的です。医療製品設計部門は、さまざまな整形外科疾患に対応する複数の製品ソリューションを同時に設計し、3D プリンターを使用して設計されたすべての医療機器を一度に準備することで、結果の変換をスピードアップし、製品をより早く市場に投入することができます。



金属研究所エンジニアリング合金部門の研究者は、チタン合金の電子ビーム金属溶解ラピッドプロトタイピングについて多くの研究を行い、チタン合金3Dプリント処理のプロセス特性を習得し、チタン合金3D製品の組織特性について多くの研究を行ってきました。関連研究成果はActa Mater.、Acta Biomater.、J. Mech. Behav. Biomed. Mater.などの学術誌に10本以上の論文として発表され、4件の発明特許も申請されており、医療用3D製品の機能性と安全性を効果的に確保しています。

チタン合金3Dプリント技術の発展に伴い、ますます多くの医療機関や医療製品企業がこの技術に大きな関心を示し、この技術に多くの人材と資金を投入しています。現在、多くの病院や医療製品企業が金属研究所と予備的な協力意向に達しており、一部の製品は臨床試験段階に入っています。 3Dプリントチタン合金技術が徐々に普及し認知されるにつれて、この技術は将来必ず大きな社会的利益と豊かな経済的利益を生み出すでしょう。



合金、技術、金属、中国科学院株式会社

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