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EOS增材制造典型应用之颅区植入物

导读: 增材制造技术如何能够助力制造完美匹配人体的外科颅区植入物?颅区植入物必需满足最严格的标准,这取决于诸多因素。由于骨结构中孔大小的原因,最重要的是脑组织中生物功能和尽可能最低的散热性的结合。

增材制造技术如何能够助力制造完美匹配人体的外科颅区植入物?颅区植入物必需满足最严格的标准,这取决于诸多因素。由于骨结构中孔大小的原因,最重要的是脑组织中生物功能和尽可能最低的散热性的结合。实际上钛与人体的相容性很好。尽管如此,仍然存在着危险:作为一种金属,一旦充分暴露在阳光下,就会在人体内产生大量的热。另一个因素是,来自大脑的组织液无法渗透钛结构。在需求规范中,医生还规定了特殊的植入物后制造工艺。只有受控的后期加工,尤其是在清洗方面,才能够提高医疗部门的部件利用率。这一点极为重要,因为颗粒能够通过最轻微的运动与身体分离,导致感染或排斥的可能性。

本案例为一位阿根廷患者在中风相关的手术后需要进行颅骨植入物手术。该项目要求设计水平达到尽可能完美的所有相关因素:最高精确度和相容性并集各种生物功能于一身。

只有多孔结构才能符合必要的特性。晶格结构的植入物以集成旋入固定件一直固定到颅骨,既有助于液体从其中流过,又有助于其与颅骨本身的骨组织融合。更重要的是,这样的设计具有隔热效果,可以最大限度减少热量扩散到颅腔内的可能性。

NOVAX DMA 的首席执行官DANIEL FIZ 对此记忆深刻。“时间在这其中起到了重要的作用。无论如何,患者应该尽快接受植入物。我们一知道尺寸的相关信息,就立即开始了制造。” CAD工作一结束,ALPHAFORM 就开始着手制造植入物。实际生产中,他们采用了 EOS 的 EOSINT M 280。制造时间只需要几小时。

“我们已经利用 EOS 系统成功完成了许多产品,”ALPHAFORM AG 的增材制造总监 CHRISTOPH ERHARDT 说。“我们为该植入物感到自豪,不仅仅是因为形状的精确实现,还因为我们能够优化清洗过程。”尤其是多孔结构,其内部空洞空间较小,极难清洗。该过程相对比较敏感。基本上来说,ALPHAFORM 采用了摩擦与机械清洗、冲洗和超声洗的多步清洗法,以达到医学上要求的纯度水平。

量身定制的完美植入物满足特定临床情况的个性化需求。孔隙率水平达到 95%,这意味着液体能够以尽可能小的阻力流过。此外,骨组织能够渗透植入物的外边缘并与其共同生长。同时,材料的稳定性足以使患者重返期望的日常生活。正则格状的结构还具有所需的导热性,所以患者还可以尽情享受阳光下的时光。

时间在该过程中起到最重要的作用。如果上市时间是增材制造在工业环境下的一个重要实力,那么它在医学领域更加重要。数据准备,然后是制造,仅用了两天半的时间。其余时间被分配给物流和协调等各种过程。CHRISTOPH ERHARDT 及其团队进行了广泛的测试,包括颗粒和细胞毒性测试。他们还进行了气相色谱分析。“所有分析都证明,通过增材制造技术生产的植入物符合稳定并保护患者颅骨的要求。手术在2014年5月进行,耗时一个半小时,手术过程非常顺利。两天后患者出院,伤口于三周内愈合。自那时起,也没有出现过并发症。”专家证实说。EOS 的创新性技术从很大程度上确保了患病或受伤的人能够过上不受限制的生活。

CHRISTOPH ERHARDT,ALPHAFORM AG 增材制造总监表示:“对于我们来说,增材制造和 EOS 技术都是为了达成同一个目标。无论是我们自己还是我们的客户,都对使用 EOS 系统能够实现的应用可能性和优质生产赞叹不已。这同样是本案例中的情况。我们能够帮助受了重伤的人们长久地过上正常的生活。”

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