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新聞資訊

來源:Skolkovo Institute of Science and Technology

來自Skoltech設計、制造和材料中心(CDMM)的科學家們開發出了一種設計和制造具有可控多孔結構的復雜形狀陶瓷骨植入物的方法,這大大提高了組織融合效率。他們的研究發表在《應用科學》雜志上。

骨植入物(Pavel Odinev/Skoltech)

骨植入物(Pavel Odinev/Skoltech)

陶瓷材料具有耐化學藥品、機械應力和耐磨性,這使得它們非常適合骨植入物,由于先進的3D打印技術,這些材料可以定制。種植體周圍使用各種多孔結構以保證有效生長。為了使組織融合更有效,孔的大小應該是幾百微米,而植入物可以比孔隙大幾個數量級。在現實生活中,具有特定多孔結構的植入物應該在很短的時間內定制設計。由于植入物的內部結構復雜,傳統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)教授領導的Skoltech科學家們使用另一位Skoltech教授Alexander Pasko開發的功能表征(FRep)方法對植入物進行建模。 “微結構的FRep建模具有很多優勢,” Skoltech的研究科學家,該論文的合著者Evgenii Maltsev說道。 “首先,FRep建模始終保證結果模型是正確的,這與CAD系統中傳統的多邊形表示相反,在傳統的多邊形表示中,模型可能會出現裂縫或斷面。其次,它確保了最終微觀結構的完全參數化,因此在快速生成可變3D模型時具有很高的靈活性。第三,它提供了用于建模各種網格結構的多種工具。”

在他們的研究中,科學家們使用FRep方法設計圓柱形植入物,并使用立方金剛石細胞來模擬細胞微觀結構。CDMM的添加劑制造實驗室基于他們的設計和軸向壓縮測試3D打印陶瓷植入物。

有趣的是,新方法可以改變多孔結構,從而生產出不同密度的植入物,以滿足患者的個性化需求。

原文網址: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,中文內容僅供參考,一切內容以英文原版為準。


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