خواص مکانیکی ایمپلنت و انطباق آن با استخوان با روش های پرینت سه بعدی و ساخت افزایشی

یکی از راه‌های کاهش اختلاف بین خواص مکانیکی ایمپلنت و استخوان، انطباق دادن خواص مکانیکی و سفتی است. با اعمال تخلخل در پروتزهای شخصی‌سازی‌شده تیتانیومی مدول الاستیک ماده کاهش می‌یابد و به استخوان نزدیک تر می‌گردد. مساله‌ای که به خصوص در جراحی‌های ارتوپدی به علت بارگذاری بر روی پروتز، از اهمیت بالایی برخوردار است. مفاصل زانو و لگن دائما تحت اعمال نیرو می‌باشند و با قراردادن جسمی خارجی در بدن که دارای استحکامی بسیار بیشتر از استخوان می‌باشد، این جسمی خارج با جذب عمده استرس مانع انتقال و توزیع نیرو به استخوان‌های مجاور می‌شود که نتیجه آن تضعیف و پوکی استخوان می‌باشد.
بنش مدیکال با استفاده از به‌روزترین روش‌های ساخت مانند پرینت سه بعدی و ساخت افزایشی قادر به ساخت پروتزهای شخصی‌سازی‌شده تیتانیومی می‌باشد که تخلخلی مطلوب دارند و برای داشتن ضخامت دیواره، سایز تخلخل و مدول بالک مطلوب اصلاح شده‌اند.

متخلخل کردن پروتز جدا از آنکه باعث نزدیک کردن خواص مکانیکی ایمپلنت به استخوان می‌شود، محیط مناسبی را جهت رشد استخوانی و یک‌پارچه شدن پروتز و استخوان فراهم می‌کند که در فیکسیشن اولیه و نهایی پروتز بسیار موثر می‌باشد.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

ساخت پروتزهای شخصی‌سازی‌شده به کمک سی‌تی اسکن بیمار

بــنش مدیکال قادر است تا با استفاده از اطلاعات سی‌تی اسکن بیمار، پروتزهای شخصی‌سازی‌شده ­ای بسازد که می­‌تواند آسیب‌­های قابل توجه جمجمه، فک و صورت بیمار را درمان نماید. محققان استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی را در بسیاری از موارد مفید دانسته­‌اند زیرا به خاطر سفارشی بودن ایمپلنت‌های ساخته شده به این روش، ایمپلنت بیشتر با عیب مورد نظر تطابق دارد و زمان کمتری نیز در اتاق عمل صرف می­‌شود.

در انتها بیمار ظاهر بهتری دارد زیرا در صورت امکان پروتز بر اساس قسمت سالم بیمار، قرینه‌سازی می‌شود. این ایمپلنت‌های شخصی‌سازی‌شده تیتانیومی در صورت ضربه دیدن نیز مقاوم هستند. یک عمل جراحی برای قرار دادن یک پروتز شخصی سازی شده وقت کمتری را نسبت به مش های تیتانیومی و یا پیوند استخوانی می برد چرا که نیازی به برداشت پیوند از بیمار و یا شکل دادن به پروتز نیست و پروتز دقیقاً مطابق با آسیب بیمار طراحی شده است.

ضمن آنکه می توان با استفاده از مدل های آناتومیک پیش از عمل جراحی، به خوبی با آناتومی منطقه آسیب دیده آشنا شد و به این ترتیب با دیدی بهتر عمل جراحی را آغاز کرد.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

ایمپلنت شخصی سازی شده و طراحی کامپیوتری

به کمک روش پرینت سه بعدی می‌توان تجهیزات پزشکی و ایمپلنت سفارشی ای ساخت که بر اساس طراحی کامپیوتری و استفاده از اطلاعات آناتومیک مخصوص هر بیمار شکل گرفته‌اند. از زمان استفاده اولیه از آن به عنوان مدل‌های آناتومیک پیش از عمل و قالب‌های ساخت ابزار، پرینت سه بعدی به تدریج جهت ساخت ایمپلنت‌های شخصی‌سازی‌شده، اسکفلدهای مربوط به مهندسی زیست و غیره تکامل یافت.
روش ساخت افزودنی اجازه می‌دهد تا بتوان پروتزهایی تیتانیومی به روش پرینت سه بعدی ساخت که منحصراً برای هر بیمار هستند. طراحی به کمک کامپیوتر(CAD) ،روش های تصویربرداری (مانند MRI و CT Scan) و ساخت افزایشی باعث پیشرفت تولید ایمپلنت‌های شخصی‌سازی‌شده مربوط به جمجمه، فک و صورت و سایر قسمت های بدن شده است.

استفاده از طراحی کامپیوتری بــنش مدیکال این امکان را به جراح می‌دهد که پیش از عمل دید کاملی نسبت به آناتومی بیمار، محل ضایعه و نیز پروتز طراحی شده داشته باشد.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

تکنولوژی ساخت مستقیم ایمپلنت­ های شخصی­ سازی­ شده

ورود تکنولوژی­های ساخت مستقیم دیجیتالی که ساخت ­ پروتزهای متخلخل با ساختار صلب و شبکه ­ای به روش پرینت سه بعدی را به صورت همزمان از اطلاعات منحصر به ­فرد هر بیمار امکان­پذیر نموده است، افق جدیدی را برای نسل بعدی پروتزها و ایمپلنت­ های شخصی­ سازی­ شده گشوده است.

در گذشته نه چندان دور با ورود فلز به فرآیندهای ساخت افزایشی، تولید ایمپلنت های شخصی سازی شده از جنس تیتانیوم بدون نیاز به قالب امکان­پذیر شده است. هدف از این ایمپلنت های شخصی سازی شده مطابقت با استخوانی است که به جای آن می­ نشیند و خواص مکانیکی که به خواص ناحیه کاشت پروتز نزدیک است.

ساخت افزایشی تکنولوژی است که تولید ایمپلنت­ های تیتانیومی به روش پرینت 3بعدی را به صورت مستقیم از مدل مجازی 3بعدی امکان­ پذیر می ­نماید و روند عمل جراحی را ساده­ تر نموده و ریسک­های جراحی را کم می­ کند.

علاوه بر این ساخت افزایشی برای تولید پروتزهای شخصی سازی شده که ابعاد، هندسه و خواص مکانیکی بهینه­­ ای دارند برای بیماران خاص در حوزه­ هایی از پزشکی نظیر جراحی فک و صورت و جمجمه، تعویض مفاصل لگن و زانو، جراحی­ های مربوط به برداشتن تومورها و غیره استفاده می ­شود.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

ایمپلنت های تیتانیومی ساخته با پرینتر سه بعدی

مواد محدودی برای ساخت ایمپلنت های سفارشی به منظور بازساری در جراحی فک و صورت استفاده می شوند تیتانیوم و آلیاژ معروف آن -Ti6Al4V-  .یکی از معروف ترین مواد برای استفاده در ساخت پروتزهای شخصی سازی شده با کاردبر در جراحی های فک و صورت و ارتوپدی، به خاطر وزن کم، استحکام بالا، زیست سازگاری بالا و اتصال بین پروتز و استخوان خوب آن است. ایمپلنت های تیتانیومی ساخته شده به روش پرینت 3بعدی، برای تصویر برداری به روش توموگرافی کامپیوتری(CT Scan) و رزونانس مغناطیسی(MRI) مساله ای که برای پیگیری و مراقبت های بعد از عمل حیاتی می باشد. تداخلی ایجاد نمی کنند.
آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V گرید 5 و گرید 23، آلیاژهای استاندارد تیتانیوم هستند که برای ساخت پروتزهای شخصی سازی شده بکار می روند. همچنین امکان ساخت این ایمپلنت ها از تیتانیوم خالص(گرید4) نیز وجود دارد.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”