Implantologia: druk 3D w medycynie

Metody technologii przyrostowych

Czy oznacza to, że implanty metalowe nie mają przyszłości jako elementy drukowane? Wręcz przeciwnie. Metody, takie jak elektronowe przetapianie metali (Electron Beam Melting – EBM), selektywne spiekanie laserowe (Selective Laser Sintering – SLS) oraz selektywne przetapianie laserowe (Selective Laser Melting – SLM), w połączeniu z metodami mechanicznej syntezy mogą w przyszłości stać się kamieniem węgielnym dla drukowanych implantów. Techniki te różnią się diametralnie od standardowych metod druku, używając nie tyle filamentu, ale proszków, które są następnie spiekane lub przetapiane, zależnie od metody. Konstrukcja takiego urządzenia została przedstawiona na rys. 2. Techniką przygotowywania takich proszków może być mechaniczna synteza, która pozwala m.in. na rozdrabnianie proszków materiału wyjściowego tak, aby otrzymywać gotowy stop w formie przystosowanej do dalszej obróbki w relatywnie prosty, aczkolwiek czasochłonny sposób.

Istnieje wiele metod technologii przyrostowych, m.in. SLS, SLM czy EBM. W metodzie selektywnego spiekania laserowego (SLS) wykorzystuje się materiały sypkie, np. polimerowe, metalowe, ceramiczne. Pierwszym etapem procesu jest rozprowadzenie proszku. Kolejno laser emitujący promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu podczerwieni spieka w wysokiej temperaturze sproszkowany materiał. Proces powtarzany jest warstwa po warstwie, aż do uzyskania finalnego produktu. Podczas druku nie wykorzystuje się specjalnych podpór, ponieważ wydrukowana warstwa staje się naturalnym podłożem dla kolejnej. Po zakończeniu drukowania gotowy przedmiot należy oczyścić z pozostałości niespieczonego proszku. SLS jest najbardziej zaawansowaną metodą ze wszystkich technologii przyrostowych. Do wad tej metody zalicza się wysoki koszt parku maszynowego (od kilkudziesięciu tysięcy do kilku milionó...