科学家斯科洛沃科学技术学院（Skoltech）开发了一种新型的3D打印个性化陶瓷骨植入物的方法。
在他们的研究中，该团队采用了基于模拟的方法来创建灵活的无缺陷的3D模型，该模型将为其添加剂植入物提供基础。研究人员对这些设计的优化为具有大毛孔，可以定制以适应特定患者的需求，并使其更易于与有机组织融合。
该论文的合着者之一Evgenii Maltsev说：“微观结构的功能表示（FREP）建模具有丰富的优势。”“ FREP始终保证所产生的模型是正确的，而不是在CAD系统中传统的多边形表示，在CAD系统中，模型可能具有裂缝或分离的方面。”
利用陶瓷的潜力
陶瓷具有许多特性，例如耐磨性和化学稳定性，使其非常适合3D打印从工具到牙科产品的任何东西。尽管如此，虽然在植入物应用中也采用了添加剂制造，但在该区域中，陶瓷的使用频率较低，而通常优先使用细胞的聚合物和合金。
研究人员在tu delft例如，已经开发了基于镁的再生支架，而Charité -Universitätsmedizin柏林研究发现钛是最佳材料基础。在其他地方，日本科学家来自长崎大学和传奇大学，已经创建了一个3D管状气管结构，根本没有生物支架。
同时，Skoltech科学家认为孔隙率对于手术后细胞的增殖至关重要，并将“最佳孔径”缩小到390至590 µm之间。事实证明，使用现有的原料很难实现这种准确性，因为它们的低孔隙率阻碍了组织，血管和其他营养管的生长。
目前，使用泡沫和烧毁的添加剂来克服这些局限性，但是团队认为3D打印将为创建大孔结构提供更好的平台。鉴于增材制造可以生产具有可控孔隙率的零件，因此该技术具有打印具有量身定制结构的可定制植入物的潜力。
该团队的FREP优化3D打印方法
为了开发一种植入物制造方法，使用户能够快速个性化每个骨移植物，科学家采用了一种FREP建模方法。本质上，FREP采用了更隐含的建模方法，它使其可以用多孔，细胞和不规则的微结构复制复杂形状。
与基于CAD的模型相比，团队发现FREP产生了准确的无错误设计，这些设计更加灵活。为了测试其模型在最终用途条件下的性能，科学家使用SLA打印机来治愈由多组分粘合剂和陶瓷粉组成的糊状物。
在打印过程之后，将“绿色”零件在炉子中加热以去除塑料粘合剂，并使用SLS系统用预定义的特性烧结到最终形状。然后使用SEM显微镜和各种机械应力测试通过团队评估所得的圆柱样品。
在轴向压缩下，3D打印的植入物的强度为400 MPa，而SEM图像显示孔径为440至700 µm（在团队的公差内）。尽管事实证明，这些标本是4（d）x 9.5mm（w），但它们确实需要在早期设计过程中进行较小的材料加固。
鉴于其植入物表现出与小梁骨相同的抗压强度，因此科学家认为他们的方法是成功的。该团队打算将来优化其印刷方法，并将其十个原型发送给一个动物测试研究所，并考虑到这一目标。
陶瓷不断增长的附加应用
陶瓷越来越多地被用于具有增强特性的3D打印零件，不仅在医疗行业，而且在电子和牙科领域。
材料喷射专家XJET与牙科公司合作施特劳曼将机器的功能推向制造牙科产品。Straumann使用其XJET系统和基于陶瓷的原料，旨在减少其在计时密集的后处理任务上花费的时间。
法国人陶瓷技术转移中心已经安装了一个nscrypt的工具（合适）机器的工厂作为手段3D打印电子。利用他们的新系统，该团队现在能够在各种底物上构成3D打印精细的导电线。
在其他地方，德国陶瓷添加剂制造公司Stoneflower3D有开发了新的打印头用于处理3D打印过程中的粘土，混凝土和糊状物。该设备旨在为使用台式机的人提供一种更容易获得的陶瓷产品的方法。
研究人员的发现在其论文中详细介绍了“通过激光立体光刻的3D打印设计和制造复合形陶瓷骨植入物。”这项研究由亚历山大·萨克诺夫（Alexander Safonov），Evgenii Maltsev，Svyatoslav Chugunov，Andrey Tikhonov，Stepan Konevorcid，Stanislav Evlashin，Dmitry Poplashin，Dmitry Popov，Alexander Pasko和Iskander Akhatov合着。
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特色图显示了科学家的两个印刷骨植入设备的两个。通过应用科学杂志的照片。
