1. Das technische Prinzip ist die Kontrolle der Mikrostruktur in Bezug auf die biologische Funktion.
Metall -3D -Druck erzeugt detaillierte 3D -Strukturen, indem Metallpulver jeweils eine Schicht mit Elektronenstrahlschmelzen (EBM) oder selektivem Laserschmelzen (SLM) unter Verwendung eines leistungsstarken Strahls geschmolzen. Seine Hauptvorteile kommen aus:
Verwenden der CAD -Software zum Aufbau von Gradientenporen (Porengrößenbereich von 200–800 μm, Porosität von 60–85%), die die natürliche extrazelluläre Matrix präzise imititieren;
Die raue Oberfläche auf Mikro-Nano-Ebene (RA 1,6 μm) wird durch Interaktion mit Laser und Pulver gebaut, um die Zelladhäsion zu verbessern.
Multimaterieller Verbundwerkstoff: Die Verwendung eines Titanlegierungskerns mit einer Bioceramusbeschichtung in derselben Struktur führt zu einer besseren Stärke und biologischen Leistung.
2. Materialinnovation: bahnbrechend in der Funktionalisierung und Biokompatibilität.
Während eine herkömmliche Titanlegierung (TI6AL4V) eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweist, ist sein elastischer Modul von 110 GPa weitaus höher als das von Weichteilen (wie Haut 50 kPa und Muskel 100 kPa). Eine neue Generation von Materialsystemen überschreitet diesen Engpass:
Ti Ta (75 GPA) und TI NB (45 GPA) -Kontrollgitterverzerrungen mittels Tantal/Niobium -Elemente, wodurch die Steifheit im Stoffteiler des Weichgewebes verringert wird.
Wenn die Reparatur abgeschlossen ist, absorbieren die temporären Träger die Magnesiumlegierung (die sich mit einer Geschwindigkeit von 0. 5–2 mm/Jahr abbaut) und die Zinklegierung (die antibakterielle Eigenschaften aufweist).
Intelligente Materialien: Unter der Einwirkung der Körpertemperatur und der dynamischen Anpassung an den Gewebeheilungsprozess wieder die Form Gedächtnislegierungen (wie Niti) wiedererlangt ihre voreingestellte Form.
Von Nachahmung bis hin zu funktionaler Bionik: strukturelles Design
Das Design des Metallgerüsts transzendiert jetzt die anatomische Formreproduktion und bewegt sich in die Domäne der funktionellen Biomimetik:
Angiogenese -Kanal: Design Spiralmikrokanäle (300–500 μm breit), um Endothelzellen in eine bestimmte Richtung zu bewegen und Blutgefäßnetzwerke zu bilden.
Das Erstellen von winzigen Grooves auf der Oberfläche des Gerüsts hilft, Wachstumsfaktoren wie BMP -2 auf kontrollierte Weise freizusetzen; Das Design hat unterschiedliche Werte, von großen Poren, die sich dabei helfen, sich zu Nanofasern zu bewegen, die die Entwicklung der Zellen leiten.
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