Metale do druku 3D do zastosowań w implantach ortopedycznych

Metale do druku 3D do zastosowań w implantach ortopedycznych Wprowadzenie

Druk 3D zrewolucjonizował różne branże, a medycyna nie jest tu wyjątkiem. W dziedzinie ortopedii druk 3D otworzył nowe możliwości tworzenia niestandardowych implantów, które zapewniają bardziej precyzyjne dopasowanie i lepsze wyniki leczenia pacjentów. W tym wpisie na blogu omówimy wykorzystanie metali do druku 3D w implantach ortopedycznych. Omówimy obecny stan branży, najnowsze osiągnięcia, powszechnie stosowane proszki metali i informacje o dostawcach.

Obecny stan druku 3D z metali do zastosowań w implantach ortopedycznych

Zastosowanie drukowanych 3D implantów metalowych w ortopedii jest szybko rozwijającą się dziedziną. W 2020 r. globalny rynek implantów ortopedycznych drukowanych w 3D został wyceniony na $1,2 mld USD, a przewiduje się, że do 2028 r. osiągnie $4,5 mld USD. Wzrost ten jest napędzany przez szereg czynników, w tym:

• Rosnące zapotrzebowanie na spersonalizowane implanty: Tradycyjne implanty to często gotowe produkty, które nie są idealnie dopasowane do anatomii pacjenta. Może to prowadzić do powikłań, takich jak obluzowanie implantu, ból i infekcja. Implanty drukowane w 3D można dostosować do konkretnych potrzeb pacjenta, co może poprawić dopasowanie i zmniejszyć ryzyko powikłań.
• Rosnąca dostępność technologii druku 3D: W ostatnich latach technologia druku 3D stała się bardziej przystępna cenowo i dostępna. Umożliwiło to większej liczbie szpitali i firm produkujących urządzenia medyczne przyjęcie tej technologii do produkcji implantów.
• Rosnąca liczba badań klinicznych: Istnieje coraz więcej dowodów klinicznych, które wspierają stosowanie metalowych implantów drukowanych w 3D w ortopedii. Badania kliniczne wykazały, że implanty drukowane w 3D mogą oferować lepsze wyniki niż tradycyjne implanty pod względem zadowolenia pacjenta, długowieczności implantu i zmniejszonego ryzyka powikłań.

Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie implantów metalowych drukowanych w 3D

W dziedzinie implantów metalowych drukowanych w 3D nastąpił ostatnio szereg zmian. Niektóre z najbardziej znaczących osiągnięć obejmują:

• Rozwój nowych technologii druku 3D: Opracowywane są nowe technologie druku 3D, które oferują lepszą dokładność, szybkość i właściwości materiałów. Prowadzi to do rozwoju nowych i ulepszonych implantów drukowanych w 3D.
• Rozwój nowych biomateriałów: Opracowywane są nowe biomateriały, które są specjalnie zaprojektowane do druku 3D. Biomateriały te oferują lepszą biokompatybilność, osteointegrację i trwałość.
• Rozwój nowego oprogramowania i narzędzi projektowych: Opracowywane jest nowe oprogramowanie i narzędzia projektowe, które ułatwiają projektowanie i produkcję implantów drukowanych w 3D. Narzędzia te pomagają poprawić dokładność i wydajność procesu drukowania 3D.

Powszechnie stosowane proszki metali do implantów drukowanych w 3D

Najczęściej stosowanymi proszkami metali do implantów drukowanych w 3D są:

• Stopy tytanu: Stopy tytanu są najczęściej stosowanymi proszkami metali do implantów drukowanych w 3D ze względu na ich doskonałą biokompatybilność, wytrzymałość i odporność na korozję. Niektóre powszechnie stosowane proszki stopów tytanu obejmują Ti6Al4V, Ti5Al2.5Sn i Ti6Al7Nb.
• Stopy kobaltowo-chromowe: Stopy kobaltowo-chromowe to kolejne powszechnie stosowane proszki metali do implantów drukowanych w 3D. Oferują one wysoką wytrzymałość, odporność na zużycie i korozję. Niektóre powszechnie stosowane proszki stopów kobaltowo-chromowych obejmują CoCrMo i CoCrWNi.
• Stal nierdzewna: Stal nierdzewna jest opłacalną opcją dla implantów drukowanych w 3D. Oferuje ona dobrą biokompatybilność, wytrzymałość i odporność na korozję. Niektóre powszechnie stosowane proszki ze stali nierdzewnej to 316L i 22Cr13Ni5Mo.

Dostawcy proszków metali do implantów drukowanych w 3D

Istnieje wielu dostawców proszków metali do implantów drukowanych w 3D. Niektórzy z najbardziej znanych dostawców to:

• MET3DP: Met3DP produkuje szeroką gamę wysokiej jakości proszków metali zoptymalizowanych pod kątem laserowej i elektronowej syntezy w złożu proszkowym. Jej portfolio obejmuje innowacyjne stopy, takie jak TiNi, TiTa, TiAl, TiNbZr, CoCrMo, stale nierdzewne, superstopy i inne.
• Arcam: Arcam jest wiodącym dostawcą proszków ze stopów tytanu do druku 3D.
• Materion: Materion jest wiodącym dostawcą proszków metali do druku 3D, w tym stopów tytanu, stopów kobaltowo-chromowych i stali nierdzewnej.
• Höganäs: Höganäs jest wiodącym dostawcą proszków metali do druku 3D, w tym stali nierdzewnej.
• Technologia LPW: LPW Technology jest wiodącym dostawcą proszków metali do druku 3D, w tym stopów tytanu i stopów kobaltowo-chromowych.

Zalety implantów metalowych drukowanych w 3D

Metalowe implanty drukowane w 3D oferują szereg zalet w porównaniu z tradycyjnymi implantami, w tym:

• Lepsze dopasowanie i dokładność: Implanty drukowane w 3D można dostosować do konkretnej anatomii pacjenta, co może poprawić dopasowanie i zmniejszyć ryzyko powikłań.
• Zmniejszone ryzyko infekcji: Implanty drukowane w 3D mogą być wytwarzane w sterylnym środowisku, co może zmniejszyć ryzyko infekcji.
• Szybszy czas gojenia: Implanty drukowane w 3D mogą promować wzrost i gojenie się kości, co może prowadzić do skrócenia czasu gojenia.
• Obniżony koszt: Implanty drukowane w 3D mogą być produkowane w sposób bardziej ekonomiczny niż tradycyjne implanty, co może sprawić, że będą one bardziej przystępne cenowo dla pacjentów.

Studia przypadków

Istnieje wiele studiów przypadku, które pokazują korzyści płynące z zastosowania drukowanych w 3D implantów metalowych w ortopedii. Na przykład badanie opublikowane w czasopiśmie Medycyna naturalna donosi, że wydrukowane w 3D implanty ze stopu tytanu zostały z powodzeniem wykorzystane do leczenia pacjentów z poważnymi deformacjami kręgosłupa. Implanty zostały dostosowane do specyficznej anatomii pacjentów i były w stanie skorygować deformacje bez konieczności przeprowadzania poważnej operacji.

Inne badanie, opublikowane w czasopiśmie The Lancetpoinformował, że wydrukowane w 3D implanty ze stopu kobaltowo-chromowego zostały wykorzystane do skutecznego leczenia pacjentów ze złamaniami biodra. Implanty były w stanie przywrócić pacjentom mobilność i jakość życia.

Wnioski

Druk 3D to szybko rozwijająca się technologia, która może zrewolucjonizować medycynę. W dziedzinie ortopedii, metalowe implanty drukowane w 3D oferują szereg korzyści w porównaniu z tradycyjnymi implantami, w tym lepsze dopasowanie i dokładność, zmniejszone ryzyko infekcji, krótszy czas gojenia i niższe koszty. Oczekuje się, że wraz z dalszym rozwojem technologii, metalowe implanty drukowane w 3D będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w leczeniu schorzeń ortopedycznych.

Referencje

• Druk 3D metali do zastosowań biomedycznych: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7061633/
• Drukowanie 3D implantów metalowych w chirurgii ortopedycznej: Metody, zastosowania i perspektywy na przyszłość: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10480061/
• Najnowsze postępy w druku 3D biodegradowalnych metali do zastosowań ortopedycznych: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37644461/