Обзор технологий аддитивного производства для био-имплантов

Данная статья является переводом статьи "A Review on Additive Manufacturing for Bio-Implants" под авторством Tajeshkumar R Jadhav. Статья распространяется на условиях лицензии Creative Commons 4.0 Attribution International.

Введение

Био-материалы -- это материалы, которые совместимы с живыми тканями и могут быть использованы для их замены. На макроскопическом уровне эти компоненты используются для исправления или замены костей, для поддержки процесса лечения. С общемировым повышением среднего возраста популяции, повышается и количество хирургических процедур, что в свою очередь подстёгивает исследователей в улучшении и оптимизации био-материалов. Хотя лечение через установку имплатов имеет высокий показатель успешности, существует фундаментальная проблема, связанная с остеоинтеграцией -- процессом залечивания, протекающем между костью и титановой основой импланта. Процесс остеоинтеграции на поверхности импланта, тем не менее, не интегрирует в себя перидонтальную ткань.

Аддитивное производство входит в свою третью декаду коммерческого и технологического развития. В данный период мы наблюдали множество значительных изменений, которые привели к повышению точности, лучшим механическим свойствам, более широкой области применений технологии, а также уменьшению стоимости машин и деталей, сделанных ими.

По всему миру, примерно 230 миллионов крупных хирургических процедур производятся в рутинном режиме. Большая часть этих процедур включают в себя реконструкцию, восстановление или замену одной или более повреждённой ткани или органа. Разработка тканей в комбинации с аддитивным производством возникла как альтернативная техника для восстановления повреждённых тканей или органов через создание индивидуальных для пациента "заплаток", которые восстанавливают, улучшают или поддерживают функционирование тканей.

Инжиниринг функциональных тканей или органов требует создания основы, или "строительных лесов", которые выступают в роли шаблона для роста тканей. Аддитивное производство может помочь в создании данных "строительных лесов" , слой за слоем, что может быть особенно применимо к реконструктивным операциям при травмах лица, так позволяет произвести основу со специфическими для пациента формами.