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Método nuevo para fabricar los implantes de cerámica complejo-dados forma del hueso desarrollados

Los científicos del centro de Skoltech para el diseño, la fabricación, y los materiales (CDMM) han desarrollado un método para diseñar y fabricar los implantes de cerámica complejo-dados forma del hueso con una estructura porosa controlable, que aumenta en gran parte eficiencia de la fusión del tejido. Su investigación fue publicada en las ciencias aplicadas del gorrón.

Los materiales de cerámica son resistentes a las substancias químicas, a la tensión mecánica, y al desgaste, que les hace un ajuste perfecto para los implantes del hueso que pueden ser tecnología avanzada por encargo de la impresión 3D de las gracias. Las diversas estructuras porosas se utilizan para asegurar incremento efectivo de la célula alrededor del implante. Para que la fusión del tejido sea más eficiente, los poros deben tener una talla de varios cientos de micrones, mientras que los implantes podrían ser más grandes que los poros por varios órdenes de magnitud. En la vida real, un implante con una estructura porosa específica se debe crear para requisitos particulares en un calendario muy corto. El modelado geométrico convencional con la representación del objeto limitada a su superficie no trabaja aquí debido a la estructura interna compleja del implante.

Los científicos de Skoltech llevados por profesor Alexander Safonov modelaron los implantes usando un método de la representación (FRep) funcional desarrollado por otro profesor de Skoltech, Alexander Pasko.

El modelado de FRep de microestructuras tiene una gran cantidad de ventajas. Primero, FRep que modela garantiza siempre que el modelo resultante está correcto, en comparación con la representación poligonal tradicional en sistemas de cad donde están probables los modelos tener hendiduras o facetas desunidas. En segundo lugar, asegura la parametrización completa de las microestructuras resultantes y, por lo tanto, de la alta adaptabilidad en la generación rápida de los modelos variables 3D. Tercero, ofrece una diversidad de las herramientas para modelar las diversas estructuras de la malla.”

Evgenii Maltsev, científico de la investigación en Skoltech y un co-autor del papel

En su investigación, los científicos utilizaron el método de FRep para diseñar implantes cilíndricos y una célula cúbica del diamante para modelar la microestructura celular. Implantes de cerámica aditivos del laboratorio 3D-printed de la fabricación de CDMM basados en su diseño y probados les bajo compresión axil.

Interesante, el nuevo método habilita el cambio de la estructura porosa para producir los implantes de diversas densidades para acomodar las necesidades individuales de los pacientes.

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.