Skoltech的科學(xué)家開發(fā)了一種新的骨植入物制造方法
來(lái)源：Skolkovo Institute of Science and Technology
來(lái)自Skoltech設(shè)計(jì)、制造和材料中心（CDMM）的科學(xué)家們開發(fā)出了一種設(shè)計(jì)和制造具有可控多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形狀陶瓷骨植入物的方法，這大大提高了組織融合效率。他們的研究發(fā)表在《應(yīng)用科學(xué)》雜志上。
骨植入物（Pavel Odinev/Skoltech）
陶瓷材料具有耐化學(xué)藥品、機(jī)械應(yīng)力和耐磨性，這使得它們非常適合骨植入物，由于先進(jìn)的3D打印技術(shù)，這些材料可以定制。種植體周圍使用各種多孔結(jié)構(gòu)以保證有效生長(zhǎng)。為了使組織融合更有效，孔的大小應(yīng)該是幾百微米，而植入物可以比孔隙大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。在現(xiàn)實(shí)生活中，具有特定多孔結(jié)構(gòu)的植入物應(yīng)該在很短的時(shí)間內(nèi)定制設(shè)計(jì)。由于植入物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的幾何建模僅限于其表面，因此不適用于此。
由亞歷山大·薩福諾夫（Alexander Safonov）教授領(lǐng)導(dǎo)的Skoltech科學(xué)家們使用另一位Skoltech教授Alexander Pasko開發(fā)的功能表征（FRep）方法對(duì)植入物進(jìn)行建模。 “微結(jié)構(gòu)的FRep建模具有很多優(yōu)勢(shì)，” Skoltech的研究科學(xué)家，該論文的合著者Evgenii Maltsev說(shuō)道。 “首先，F(xiàn)Rep建模始終保證結(jié)果模型是正確的，這與CAD系統(tǒng)中傳統(tǒng)的多邊形表示相反，在傳統(tǒng)的多邊形表示中，模型可能會(huì)出現(xiàn)裂縫或斷面。其次，它確保了最終微觀結(jié)構(gòu)的完全參數(shù)化，因此在快速生成可變3D模型時(shí)具有很高的靈活性。第三，它提供了用于建模各種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的多種工具。”
在他們的研究中，科學(xué)家們使用FRep方法設(shè)計(jì)圓柱形植入物，并使用立方金剛石細(xì)胞來(lái)模擬細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)。CDMM的添加劑制造實(shí)驗(yàn)室基于他們的設(shè)計(jì)和軸向壓縮測(cè)試3D打印陶瓷植入物。
有趣的是，新方法可以改變多孔結(jié)構(gòu)，從而生產(chǎn)出不同密度的植入物，以滿足患者的個(gè)性化需求。
原文網(wǎng)址：https://www.skoltech.ru/en/2020/11/skoltech-scientists-developed-a-novel-bone-implant-manufacturing-method/
論文鏈接：https://www.mdpi.com/2076-3417/10/20/7138
聲明：本文由 Newfellow 編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。
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