Обзор биосовместимой 3D-печати

Биосовместимая 3D-печать использует биосовместимые материалы или биоматериалы, которые представляют собой природные или синтетические материалы, которые могут функционировать в тесном контакте с живой тканью или даже заменять часть живой системы. Биосовместимые материалы предназначены для взаимодействия с биологически активными системами для оценки, лечения, увеличения или замены любой ткани, органа или функции тела.

Например, биоматериалы используются для суставов, швов, костных пластин и медицинских устройств, таких как зубные протезы, слуховые аппараты, кардиостимуляторы и т. д. Биоматериал, который используется для изготовления имплантатов, должен обладать некоторыми важными желательными свойствами для длительного использования в организме. не будучи отвергнутым.

Правила использования материалов

ISO 10993 (международный стандарт тестирования устройств) содержит рекомендации по использованию и тестированию биосовместимых материалов в рамках более широкой стратегии управления рисками и снижения рисков. Например, эти тесты гарантируют, что материалы не токсичны или не вызывают раздражения кожи. Здесь вы можете найти подробные рекомендации по нормам ISO 10993.

3D-печать биосовместимых материалов

Большинство технологий 3D-печати могут эффективно использовать биосовместимые пластики, эластомеры и металлы для изготовления прототипов и функциональных деталей. По сравнению с другими производственными технологиями 3D-печать биосовместимых материалов предоставляет лучшие возможности с точки зрения сложности и настройки, что очень важно для медицинской промышленности. Например, слуховой аппарат, обычно доступный на рынке, может не подходить для определенного уха. В таких случаях в наши дни целесообразно напечатать их в соответствии с размерами уха.

Биосовместимые материалы для 3D-печати доступны в Xometry

Полиамид 12 (нейлон ПА)

Это очень универсальный легкий, устойчивый к коррозии и химически стойкий материал. Он также прочен и гибок с высокой прочностью на растяжение и ударную вязкость. Нейлон PA12 можно стерилизовать окисью этилена, химикатами, гамма-облучением, газовой плазмой и паровым автоклавом. Он печатается с использованием 3D-печати MJF, SLS и FDM. Как материал медицинского назначения, нейлон PA-12 сертифицирован по стандарту ISO-10993 и протестирован в соответствии с классом I-IV USP. Он обычно используется в протезах и интрамедуллярных стержнях.

Силикон (Sil 30)

Силикон 30 — это термостойкий, прочный на разрыв и очень гибкий биосовместимый эластомер. Он обычно используется в производстве носимых устройств, контактирующих с кожей, таких как респираторы. Он соответствует стандартам ISO 10993-5 и 10993-10. Силикон можно напечатать с помощью 3D-печати Carbon DLS.

CE 221

Цианат-эфир (CE 221) известен своей жесткостью, высокой температурой и химической стойкостью. Он протестирован в соответствии с ISO 10993-5 и является биосовместимым. Его стерилизуют паровым автоклавом, этиленоксидом (EtO), гамма-облучением и электронным лучом. Их можно использовать при изготовлении, например. катетеры и шприцы.

EPX 82

Эпоксидная смола 82 является биосовместимой и обладает хорошей химической, термической и УФ-стойкостью, что делает ее разнообразным и универсальным материалом для широкого спектра применений. Его ударопрочность и термостойкость также обеспечивают долговечность при циклическом изменении температуры, что делает его пригодным для непрерывного использования при различных температурах. Его высокое разрешение также позволяет создавать точные и аккуратные конструкции. Он протестирован на токсичность и раздражение в соответствии с ISO 10993-5 и -10 и стерилизован с использованием парового автоклава, этиленоксида (EtO), гамма-облучения, электронного луча. Он напечатан с использованием 3D-печати Carbon DLS.

70 RPU

Жесткий полиуретан 70 — материал с высокой прочностью, функциональной вязкостью и высокой пластичностью. Его можно напечатать в 3D с помощью 3D-печати Carbon DLS, он соответствует стандартам ISO 10993-5 и 10993-10 и является биосовместимым. Стерилизуют паровым автоклавом, этиленоксидом (EtO), гамма-облучением, электронным лучом.

FPU 50

FPU 50 — полужесткий материал со встроенной эластичностью, что делает его устойчивым к истиранию, усталости и ударам. FPU 50 биосовместим и отвечает требованиям биосовместимости согласно ISO 10993-5. Его можно стерилизовать с помощью этиленоксида (EtO), гамма-облучения, электронного луча, и он совместим с медицинским использованием. Он напечатан с использованием 3D-печати Carbon DLS.

Настоящий силикон

Настоящий силикон — единственный 100% чистый силиконовый материал, доступный для 3D-печати. Он позволяет производить высокопроизводительные биосовместимые 3D-принты с 4 различными вариантами твердости по Шору (A20, A35, A50, A60). Настоящий силикон соответствует стандартам ISO 10993. В настоящее время этот материал широко используется в области промышленных, личных и медицинских изделий. Этот материал можно распечатать с помощью стереолитографии (SLA).

АБС М30i

ABS M30i — еще один термопласт, широко используемый в медицинской промышленности. Помимо того, что он биосовместим, его также можно стерилизовать с помощью гамма-излучения, этиленоксида и газовой плазмы. Этот материал, сертифицированный по стандарту ISO и класс I–IV по Фармакопее США, часто используется для производства медицинского оборудования и подробных анатомических моделей. Его также можно использовать для протезирования. ABS M30i прочен и обладает высокой прочностью на растяжение и ударную вязкость. Он напечатан с использованием FDM.

ПК-образ

Этот материал обычно используется для создания форм, прототипов и нестандартных хирургических шаблонов. Хотя PC ISO имеет менее качественную отделку, чем нейлон PA12, он прочен и термоустойчив с высокой прочностью на растяжение. PC ISO также является биосовместимым, хотя и кратковременным, и может быть стерилизован гамма-облучением и оксидом этилена. ПК ISO печатается через FDM.

Полиэфиримид (ULTEM 1010)

По сравнению с другими термопластами FDM, ULTEM 1010 является одним из самых прочных и устойчивых к теплу и химическим веществам. Он также обладает высокой биосовместимостью и может быть стерилизован с использованием гамма-излучения, оксида этилена, газовой плазмы и парового автоклава. ULTEM 1010 используется для печати хирургических шаблонов, прототипов и протезов.

Нержавеющая сталь (17-4PH)

Нержавеющая сталь — это высокопрочный металл, биосовместимый и поддающийся стерилизации различными методами. Однако его коррозионная стойкость кратковременна, что делает его менее предпочтительным, чем титан и хром-кобальт, особенно для имплантатов. Этот материал отлично подходит для хирургических инструментов и временных имплантатов. Его можно напечатать с помощью технологии прямого лазерного спекания металла (DMLS).

Заключение

Аддитивное производство в сочетании с биосовместимыми материалами открывает большие возможности для производства медицинских устройств, имплантатов и персональных носимых устройств. Используя услуги 3D-печати Xometry по запросу, вы можете получить необходимое количество биосовместимых 3D-отпечатков в течение 3 дней. Просто загрузите свои CAD-модели и выберите необходимые варианты изготовления.

Узнайте больше об использовании 3D-печати в медицинской промышленности в нашей инфографике.