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Méthode nouvelle pour fabriquer les implants céramiques en forme complexe d'os développés

Les scientifiques du centre de Skoltech pour le modèle, la fabrication, et les matériaux (CDMM) ont développé une méthode pour concevoir et fabriquer les implants céramiques en forme complexe d'os avec une structure poreuse contrôlable, qui améliore en grande partie le rendement de fusion de tissu. Leur recherche était publiée en sciences appliquées de tourillon.

Les matériaux céramiques sont résistants aux produits chimiques, à la tension mécanique, et à l'usure, qui leur effectue un ajustement parfait pour les implants d'os qui peuvent être la technologie d'impression 3D avancée faite sur commande de mercis. Des structures poreuses variées sont employées pour assurer la croissance des cellules efficace autour de l'implant. Pour que la fusion de tissu soit plus efficace, les pores devraient avoir une taille de plusieurs centaines de microns, alors que les implants pourraient être plus grands que les pores par plusieurs ordres de grandeur. Dans la vie réelle, un implant avec une structure poreuse spécifique devrait être conçu en fonction du client dans un calendrier très court. La modélisation géométrique conventionnelle avec la représentation d'objectif limitée sur sa surface ne fonctionne pas ici en raison de la structure interne complexe de l'implant.

Les scientifiques de Skoltech aboutis par professeur Alexandre Safonov ont modélisé les implants suivre une méthode de représentation (FRep) fonctionnelle développée par un autre professeur de Skoltech, Alexandre Pasko.

La modélisation de FRep des microstructures a une quantité d'avantages. D'abord, FRep modélisant garantit toujours que le modèle donnant droit est correct, par opposition à la représentation polygonale traditionnelle dans des systèmes de DAO où les modèles sont susceptibles d'avoir des fissures ou des facettes disjointes. En second lieu, il assure la paramétrisation complète des microstructures donnantes droit et, en conséquence, de la souplesse élevée dans le rétablissement rapide des modèles 3D variables. Troisièmement, il offre une diversité des outils pour modéliser les structures variées de maille. »

Evgenii Maltsev, scientifique de recherches chez Skoltech et un co-auteur du papier

Dans leur recherche, les scientifiques avaient l'habitude la méthode de FRep pour concevoir des implants cylindrique et une cellule cubique de diamant pour modéliser la microstructure cellulaire. Implants céramiques additifs du laboratoire 3D-printed de la fabrication de CDMM basés sur leur modèle et vérifiés leur sous le compactage axial.

Intéressant, la méthode neuve active changer la structure poreuse afin de produire des implants de différentes densités pour satisfaire les différents besoins des patients.

Source:
Journal reference:

Safonov, A., et al. (2020) Design and Fabrication of Complex-Shaped Ceramic Bone Implants via 3D Printing Based on Laser Stereolithography. Applied Sciences. doi.org/10.3390/app10207138.