Biomedikal materiallar biologik tizimlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va organizmlarga tashxis qo'yish uchun ishlatiladi. Kasal yoki shikastlangan to'qimalarni davolash, ta'mirlash va almashtirish. Uning funksiyasini kuchaytiruvchi organ yoki material turi.
So'nggi yillarda odamlarning turmush darajasini doimiy ravishda yaxshilash va o'rtacha umr ko'rish davomiyligini uzaytirish bilan biomedikal materiallarga bo'lgan talab tez o'sdi. Eng yaxshi davolash imkoniyatidan foydalanish va bemorning og'rig'ini engillashtirish uchun inson implantlari har bir bemor uchun alohida ishlab chiqilishi va tezda ishlab chiqarilishi kerak. Biroq, an'anaviy ishlov berish usullari uzoq tsiklga ega va yuqori narxga ega, ayniqsa an'anaviy usullar bilan ishlash va nazorat qilish qiyin bo'lgan murakkab shakllarga ega biologik implantlar uchun.
Biomedikal materiallarni tayyorlash uchun SLS texnologiyasi
SLS texnologiyasi tomonidan tayyorlangan biomedikal materiallar asosan biomedikal polimer materiallar, biomedikal metall materiallar va biomedikal kompozit materiallardir. Ushbu tibbiy materiallar asosan tibbiyot sohasida tibbiy modellar, implantlar va protezlar va to'qimalarni muhandislik iskalalarini tayyorlash uchun ishlatiladi.
1. Tibbiy model
SLS texnologiyasining biomeditsina sohasidagi eng erta qo'llanilishi tibbiy diagnostika va jarrohlikning klinik dizayni va rejalashtirish, jarrohlik muolajalarini simulyatsiya qilish va tibbiy o'qitishni ta'minlash uchun tibbiy modellarni yaratish edi. Kraniomaksillofasiyal nuqson - bu jarrohlik tuzatishda keng tarqalgan kasallik bo'lib, murakkab kavisli yuzalar va ko'plab ichi bo'sh tuzilmalar mavjud. Mavjud ta'mirlash usullarining hech biri individual bosh suyagi va jag'ning ideal shakliga erisha olmaydi va faqat bemorning estetik talablariga javob bera olmaydigan yuz shaklini taxminan tiklashi mumkin. Shaxsiylashtirilgan bosh suyagi modelini yaratish uchun SLS texnologiyasi juda mumkin bo'lgan yechimdir. Maxsus operatsiya jarayoni:
① Modellashtirish materiallari. Antiseptik bosh suyagi namunasini tanlang.
② Kompyuter tomografiyasi. Bosh suyagi namunasida doimiy spiral skanerlashni amalga oshirish uchun kompyuter tomografiyasi skaneridan foydalaniladi va olingan tomografik tasvirlar rekonstruksiya ish stantsiyasiga uzatiladi va DICOM formatida saqlanadi.
③Uch o'lchovli modelni qayta qurish. Mimics dasturi DICOM formatidagi rasm faylini avtomatik o'qish uchun ishlatiladi. Suyak to'qimasi maydonini tanib olish, ekstraktsiya qilish va uch o'lchovli superpozitsiya qilish orqali bosh suyagi nuqsonining geometrik modelini uch o'lchovli qayta qurish tugallanadi. Qayta tiklangan ma'lumotlar CTM moduli orqali STL formatidagi faylga chiqariladi.
④SLS tezkor prototiplash. MagicsRP ob'ekt qatlamlarini yaratish dasturidan foydalangan holda, STL formatidagi fayllar SLS tomonidan talab qilinadigan tomografik STL faylini yaratish uchun ma'lum oraliqda qatlamlanadi va keyin qatlamli STL fayli modelni qayta ishlash uchun SLS shakllantirish mashinasiga kiritiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, kompyuter tomografiyasi, uch o'lchovli modellashtirish va SLS texnikasidan keng qamrovli foydalanish turli bemorlar uchun turli rejalarni ishlab chiqish, shaxsiylashtirilgan nuqson modellarining shakli, tuzilishi va o'lchami va tiklash modellari asosan bosh suyagi namunalari bilan bir xil. , jag'lar bilan bir qatorda joylashgan. Yuz jarrohligining talablari operatsiyadan oldingi diagnostika va jarrohlikni rejalashtirish uchun ishlatilishi mumkin.
2. Implantlar va protezlar
Implant va protez inson tanasiga mos keladigan biologik materiallardan tayyorlanadi va inson tanasini implantatsiya qilish yoki kiyishdan keyin davolash va reabilitatsiyada rol o'ynashi mumkin. Biotibbiyot muhandisligi nuqtai nazaridan implantator quyidagi 3 shartga javob berishi kerak:
①Jismoniy mashqlar paytida tananing o'z og'irligi va ta'siriga bardosh beradigan etarli mexanik kuch;
②Nosozlik joyiga va uning atrofidagi to'qimalarga mos keladigan individual moslik;
③Yaxshi biologik to'qimalarga muvofiqligi. Biroq, mavjud belgilar individual moslashuvga ega emas.
Materialshunoslik, kompyuter texnologiyalari va SLS texnologiyasining jadal rivojlanishi implantlarni individual loyihalash, tez ishlab chiqarish va ommalashtirish imkonini berdi.
Murakkab tanani tayyorlashda qo'llaniladigan ikkita usul umumiy xususiyatga ega: birinchi navbatda restavratsiya modelini olish uchun kompyuter tomografiyasi va uch o'lchovli rekonstruksiya qo'llaniladi, so'ngra ob'ekt SLS texnologiyasi bo'yicha ishlab chiqariladi va nihoyat sun'iy kompleks tanasi olinadi. qayta ishlash jarayoni bilan. An'anaviy ishlab chiqarish usullari bilan taqqoslaganda, u vaqt va moddiy xarajatlarni tejaydi, ishlab chiqarish bosqichlari va xarajatlarini kamaytiradi va SLS texnologiyasini biomeditsina sohasida ilgari surish va qo'llash uchun asos yaratadi.
3. To'qimalarni muhandislik iskala
To'qimalar muhandisligi - bu shikastlangan to'qimalar yoki organlarning faoliyatini tiklash, saqlash yoki yaxshilash uchun biologik o'rinbosarlarni ishlab chiqish uchun muhandislik fanlari va hayot haqidagi fanning tamoyillari va usullarini qo'llaydigan rivojlanayotgan o'zaro faoliyat sohadir. To'qimachilik muhandislik iskalalarida ishlatiladigan biomateriallar quyidagi talablarga javob berishi kerak:
① Uch o'lchamli gözenekli tarmoq tuzilishi hujayralar ko'payishini va ozuqa moddalari va metabolik chiqindilarni o'tkazishni osonlashtiradi;
②Yaxshi biologik muvofiqlik, ya'ni aniq sitotoksiklik, yallig'lanish reaktsiyasi va immunitetni rad etish;
③Tegishli biologik parchalanish va buzilish tezligi yangi to'qimalar hujayralarining o'sishi va ko'payishiga mos keladi;
④Hujayraning yopishishi, ko'payishi va differentsiatsiyasini osonlashtirish uchun tegishli sirt fizik va kimyoviy xossalari;
⑤ Ba'zi biomexanik xususiyatlar tananing biologik muhitida strukturaning barqarorligi va yaxlitligini va tashqi ko'rinishini saqlab turishi mumkin.
To'qimachilik muhandislik iskalalari uchun ishlatiladigan materiallarga asosan tabiiy biomateriallar, biokeramika va sintetik polimer materiallar kiradi. Tolalarni bog'lash usuli, eritma quyish bilan yuvish usuli, fazalarni ajratish usuli, gazni ko'piklash usuli va zarrachalarni sinterlash usuli kabi an'anaviy tayyorlash jarayonlari bilan olingan to'qimalarni muhandislik iskalalari zaif mexanik kuchga ega, gözeneklerin o'zaro kirishining past darajasi, g'ovaklik va gözeneklerin tuzilishini boshqarish imkoniyati moslashuvchan emas.
SLS tezkor prototiplash texnologiyasi stentlarni ishlab chiqarish uchun polimerlar yoki polimer/biokeramik kompozitlarni tanlab sinterlashdan foydalanadi. Stentning mikro tuzilishi SLS jarayoni parametrlarini sozlash orqali boshqarilishi mumkin va olingan stentlar hammasi gözenekli tuzilmalardir.
Biomedikal materiallarni tayyorlash uchun SLS texnologiyasi nafaqat turli bemorlarning individual ehtiyojlarini qondirish uchun shaxsiylashtirilgan dizayn va ishlov berishga erishish, balki biotibbiyot materiallarining mikro tuzilishi va mexanik xususiyatlarini ularning jarayon parametrlarini va qayta ishlashdan keyingi usullarini moslashtirish orqali moslashuvchan nazorat qilishi mumkin. Biroq, SLS texnologiyasi tomonidan tayyorlangan biomedikal materiallar odatda past zichlik, qo'pol sirt va past mexanik xususiyatlar, ayniqsa polimer va polimer / keramik kompozit materiallar kabi muammolarga ega bo'lib, ular biomedikal materiallarning mexanik muvofiqligi talablariga javob bera olmaydi. Biroq, SLS texnologiyasining ushbu xususiyatlaridan foydalangan holda, hujayra yopishishi va o'sishi uchun qulay bo'lgan qo'pol va gözenekli metall materiallarni, ayniqsa, titanium va titanium qotishma materiallarini mukammal biologik muvofiqligi va mexanik xususiyatlari bilan tayyorlash qulay. Bu bo'ladi SLS texnologiyasi biomedikal materiallarni tayyorlash sohasidagi muhim rivojlanish yo'nalishidir.