3D-Druck von Metallen für orthopädische Implantate

3D-Druck von Metallen für orthopädische Implantate Einführung

Der 3D-Druck hat verschiedene Industriezweige revolutioniert, und der medizinische Bereich ist keine Ausnahme. Im Bereich der Orthopädie hat der 3D-Druck neue Möglichkeiten für die Herstellung von maßgeschneiderten Implantaten eröffnet, die eine präzisere Passform und bessere Ergebnisse für den Patienten bieten. In diesem Blogbeitrag wird die Verwendung von 3D-Druckmetallen für orthopädische Implantate untersucht. Wir erörtern den aktuellen Stand der Branche, die jüngsten Entwicklungen, die am häufigsten verwendeten Metallpulver und Informationen über Lieferanten.

Der aktuelle Stand des 3D-Drucks von Metallen für orthopädische Implantate

Die Verwendung von 3D-gedruckten Metallimplantaten in der Orthopädie ist ein schnell wachsender Bereich. Im Jahr 2020 wurde der Weltmarkt für 3D-gedruckte orthopädische Implantate auf $1,2 Milliarden geschätzt, und es wird prognostiziert, dass er bis 2028 $4,5 Milliarden erreichen wird. Dieses Wachstum wird durch eine Reihe von Faktoren angetrieben, darunter:

• Die steigende Nachfrage nach personalisierten Implantaten: Bei herkömmlichen Implantaten handelt es sich häufig um Produkte von der Stange, die nicht perfekt an die Anatomie des Patienten angepasst sind. Dies kann zu Komplikationen wie Implantatlockerungen, Schmerzen und Infektionen führen. 3D-gedruckte Implantate können an die spezifischen Bedürfnisse des Patienten angepasst werden, was die Passform verbessern und das Risiko von Komplikationen verringern kann.
• Die zunehmende Verfügbarkeit der 3D-Drucktechnologie: Die 3D-Drucktechnologie ist in den letzten Jahren erschwinglicher und leichter zugänglich geworden. Dies hat es mehr Krankenhäusern und Medizintechnikunternehmen ermöglicht, die Technologie für die Herstellung von Implantaten zu nutzen.
• Die zunehmende Zahl klinischer Studien: Es gibt immer mehr klinische Beweise, die den Einsatz von 3D-gedruckten Metallimplantaten in der Orthopädie unterstützen. Klinische Studien haben gezeigt, dass 3D-gedruckte Implantate in Bezug auf Patientenzufriedenheit, Langlebigkeit der Implantate und geringeres Komplikationsrisiko bessere Ergebnisse liefern als herkömmliche Implantate.

Neueste Entwicklungen bei 3D-gedruckten Metallimplantaten

Auf dem Gebiet der 3D-gedruckten Metallimplantate gibt es eine Reihe neuer Entwicklungen. Einige der bemerkenswertesten Entwicklungen sind:

• Die Entwicklung neuer 3D-Drucktechnologien: Es werden neue 3D-Drucktechnologien entwickelt, die eine verbesserte Genauigkeit, Geschwindigkeit und Materialeigenschaften bieten. Dies führt zur Entwicklung von neuen und verbesserten 3D-gedruckten Implantaten.
• Die Entwicklung neuer Biomaterialien: Es werden neue Biomaterialien entwickelt, die speziell für den 3D-Druck bestimmt sind. Diese Biomaterialien bieten eine verbesserte Biokompatibilität, Osseointegration und Haltbarkeit.
• Die Entwicklung neuer Software und Designwerkzeuge: Es werden neue Software und Designtools entwickelt, die das Design und die Herstellung von 3D-gedruckten Implantaten erleichtern. Diese Werkzeuge tragen dazu bei, die Genauigkeit und Effizienz des 3D-Druckverfahrens zu verbessern.

Häufig verwendete Metallpulver für 3D-gedruckte Implantate

Die am häufigsten verwendeten Metallpulver für 3D-gedruckte Implantate sind:

• Titan-Legierungen: Titanlegierungen sind aufgrund ihrer hervorragenden Biokompatibilität, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit die am häufigsten verwendeten Metallpulver für 3D-gedruckte Implantate. Zu den häufig verwendeten Titanlegierungspulvern gehören Ti6Al4V, Ti5Al2.5Sn und Ti6Al7Nb.
• Kobalt-Chrom-Legierungen: Kobalt-Chrom-Legierungen sind ein weiteres, häufig verwendetes Metallpulver für 3D-gedruckte Implantate. Sie bieten hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Zu den häufig verwendeten Pulvern aus Kobalt-Chrom-Legierungen gehören CoCrMo und CoCrWNi.
• Rostfreier Stahl: Rostfreier Stahl ist eine kostengünstige Option für 3D-gedruckte Implantate. Er bietet eine gute Biokompatibilität, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Zu den häufig verwendeten Edelstahlpulvern gehören 316L und 22Cr13Ni5Mo.

Lieferanten von Metallpulvern für 3D-gedruckte Implantate

Es gibt eine Reihe von Anbietern von Metallpulvern für 3D-gedruckte Implantate. Einige der bekanntesten Anbieter sind:

• MET3DP: Met3DP stellt eine breite Palette hochwertiger Metallpulver her, die für das Laser- und Elektronenstrahl-Pulverbettschweißen optimiert sind. Das Portfolio umfasst innovative Legierungen wie TiNi, TiTa, TiAl, TiNbZr, CoCrMo, rostfreie Stähle, Superlegierungen und mehr.
• Arcam: Arcam ist ein führender Anbieter von Titanlegierungspulvern für den 3D-Druck.
• Materion: Materion ist ein führender Anbieter von Metallpulvern für den 3D-Druck, darunter Titanlegierungen, Kobalt-Chrom-Legierungen und Edelstahl.
• Höganäs: Höganäs ist ein führender Anbieter von Metallpulvern für den 3D-Druck, einschließlich Edelstahl.
• LPW-Technologie: LPW Technology ist ein führender Anbieter von Metallpulvern für den 3D-Druck, einschließlich Titanlegierungen und Kobalt-Chrom-Legierungen.

Vorteile von 3D-gedruckten Metallimplantaten

3D-gedruckte Metallimplantate bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Implantaten, unter anderem:

• Verbesserte Passform und Genauigkeit: 3D-gedruckte Implantate können an die spezifische Anatomie des Patienten angepasst werden, was die Passform verbessern und das Risiko von Komplikationen verringern kann.
• Geringeres Infektionsrisiko: 3D-gedruckte Implantate können in einer sterilen Umgebung hergestellt werden, was das Infektionsrisiko verringern kann.
• Schnellere Heilungszeit: 3D-gedruckte Implantate können das Knochenwachstum und die Heilung fördern, was zu schnelleren Heilungszeiten führen kann.
• Reduzierte Kosten: 3D-gedruckte Implantate können kostengünstiger hergestellt werden als herkömmliche Implantate, was sie für Patienten erschwinglicher machen kann.

Fallstudien

Es gibt eine Reihe von Fallstudien, die die Vorteile von 3D-gedruckten Metallimplantaten in der Orthopädie belegen. So wurde beispielsweise eine Studie in der Zeitschrift Naturmedizin berichtet, dass mit Hilfe von 3D-gedruckten Implantaten aus Titanlegierungen Patienten mit schweren Wirbelsäulendeformationen erfolgreich behandelt wurden. Die Implantate wurden an die spezifische Anatomie der Patienten angepasst und konnten die Deformierungen ohne größere Operation korrigieren.

Eine weitere Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Die Lanzetteberichtet, dass 3D-gedruckte Implantate aus einer Kobalt-Chrom-Legierung zur erfolgreichen Behandlung von Patienten mit Hüftfrakturen eingesetzt wurden. Die Implantate konnten die Mobilität und Lebensqualität der Patienten wiederherstellen.

Schlussfolgerung

Der 3D-Druck ist eine schnell wachsende Technologie, die das Potenzial hat, den medizinischen Bereich zu revolutionieren. Im Bereich der Orthopädie bieten 3D-gedruckte Metallimplantate eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Implantaten, darunter eine bessere Passform und Genauigkeit, ein geringeres Infektionsrisiko, eine kürzere Heilungszeit und geringere Kosten. Es wird erwartet, dass 3D-gedruckte Metallimplantate im Zuge der weiteren Entwicklung der Technologie eine immer wichtigere Rolle bei der Behandlung orthopädischer Erkrankungen spielen werden.

Verweise

• 3D-Druck von Metallen für biomedizinische Anwendungen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7061633/
• 3D-Druck von Metallimplantaten in der orthopädischen Chirurgie: Methoden, Anwendungen und Zukunftsperspektiven: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10480061/
• Jüngste Fortschritte beim 3D-Druck von biologisch abbaubaren Metallen für orthopädische Anwendungen: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37644461/