Технология изготовления титановых имплантатов
Анализ возможных способов изготовления имплантов на примере 3D-печати, механической обработки и листовой штамповки. Свойства диоксида титана. Плоская заготовка после гидроабразивной резки, штамповки, сверления. Получение плоской заготовки, раскрой листа.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 852,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Статья по теме:
Технология изготовления титановых имплантатов
А.Ю. Попов, В.А. Бушев, П.В. Назаров, И.А. Бугай, П.Е. Попов, В.А. Сергеев Омский государственный технический университет, Омск, Россия
Использование технологий производства имплантов является ключевой задачей для надкостного остеосинтеза. В статье проведен анализ возможных способов изготовления имплантов на примере 3D-печати, механической обработки и листовой штамповки. Титановые импланты изготавливаются с использованием штамповки металла из биосовместимого титанового сплава ВТ6. Представленный метод используется для изготовления имплантатов. Свойства диоксида титана являются решающими при выборе материала, поскольку диоксид титана обладает наименьшим отторжением.
Ключевые слова - имплантат, титановый сплав, штамповка, 3D-печать.
Введение
В качестве фиксирующего устройства при лечении переломов широко используются металлические фиксаторы на основе сплавов титана. Применение подобных фиксаторов имеет определённые недостатки: ограниченное использование в педиатрической практике, в связи с незавершённостью процессов роста. Необходимость повторного оперативного вмешательства с целью удаления импланта после консолидации перелома. Ограничение при проведении МРТ исследований.
Постановка задачи
Постоянно ведётся поиск новых материалов для изготовления имплантов. Одним из направлений является использование биорезорбируемых и биодеградируемых полимерных материалов, которые постепенно резорбируются (деградируются) в организме по мере заживления перелома
По сравнению с изделиями из металла, полимерные материалы менее хрупкие ввиду более низкого модуля упругости, но они менее устойчивы к нагрузкам и более пластичны. Это может приводить к потере фиксирующих свойств полимерных имплантов, которая может достигать 20 % от первоначальной удерживающей силы, что в дальнейшем приводит к нестабильности перелома. Кроме того, для достижения прочности полимерной пластины (PLLA), эквивалентной прочности титановой, полимерная должна быть гораздо более массивной, что делает весьма ограниченным их применение в некоторых областях травматологии и ортопедии (хирургия стопы, кисти), где одним из требований к импланту является его низкопрофильность.
Поэтому на сегодняшний день полимерные импланты не способны полностью заместить импланты из металла и область их применения в травматологии и ортопедии ограничена.
Теория
На сегодняшний день существуют три основные технологии изготовления имплантатов:
1. 3D-прототипирование, т.е. печать изделия на 3D принтере;
2. Механической обработкой;
3. Листовой штамповкой.
Первая технология - 3D печати позволяет изготовить любую форму имплантата, но отличается невысокой прочностью, поскольку материалом являются пластики ABS, PLA и нейлон. Печать ABS-пластиком сопряжена с определенными технологическими трудностями ввиду достаточно высокой склонности к усадке, то есть к потере объема при охлаждении. Как следствие, возможно образование деформаций и расслоение моделей. PLA-пластик является идеальным материалом для 3D-печати прототипов и изделий, которые не предполагается эксплуатировать длительное время, поскольку PLA-пластик достаточно хрупкий (прочность на изгиб = 55,3 МПа, прочность на разрыв = 57,8 МПа). Недостатком нейлона является более высокий срок застывания и необходимость откачки воздуха из экструдера. Нейлон считается токсичным материалом. Данный вид расходного материала отлично подходит для печати шестерней, рычагов и т.д.
Вторая технология - Фрезерование позволяет получить прочное изделие, поскольку имплантат получается из цельного металла путем снятия стружки. Но данная технология имеет существенные недостатки: высокая стоимость станка, инструмента, большое количество обрабатываемого металла идет в стружку, а стоимость титана порядка 3 тысяч рублей за килограмм.
Третья технология - Листовая штамповка. Технология изготовления предполагает следующие операции: на специальной установке из листа титана вырезаются плоские заготовки, а затем на горячем штампе изгибаются. В итоге получаются изделия прочнее и дешевле, чем за рубежом, за счет уменьшения количества операций и применения универсального оборудования.
Технологическая операция - получение плоской заготовки. Раскрой листа.
имплантат штамповка титан диоксид
Рис. 1 - Плоская заготовка после гидроабразивной резки
Технологическая операция - штамповка. Очистка. Галтовка.
Рис. 2 - Заготовка после штамповки
Технологическая операция - механическая обработка. Сверление отверстий, изготовление резьб.
Рис. 3 - Заготовка после сверления и нарезания резьбы
Обсуждение результатов
Результаты обсуждались на научно-техническом семинаре кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» с участием хирургов-травматологов МСЧ №10, в клинике им. Илизарова, г. Курган и подготовлены материалы для выставки «НАЗВАНИЕ», г. Новосибирск.
Выводы
Использование технологии горячей штамповки позволяет уменьшить металлоёмкость и повысить механические свойства изделий. Технология позволяет учесть опять отечественной промышленности при штамповке лопаток авиационных двигателей.
Использование этой технологии позволяет перейти на крупносерийное изготовление титановых сплавов, создать склад изделий и существенно увеличить доступность качественных имплантат для населения.
Список литературы
1. Остеосинтез: Руководство для врачей / Под ред. О-76 С. С. Ткаченко. -- Л.: Медицина, 1987. -- 272 с.
2. Сергеев С.В. Выбор оптимальных методов оперативного лечения переломов шейки бедренной кости: Дис. …д-ра мед. наук / Сергеев С.В. - М, 1996.- 189 С.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Технология изготовления порошков в аптеках, контроль качества. Особенности внутриаптечной заготовки водных растворов. Неводные растворы на летучих растворителях. Капли для внутреннего применения, расчет доз. Многокомпонентные жидкие лекарственные формы.
курсовая работа [477,6 K], добавлен 21.10.2011Общая характеристика титана и свойства некоторых его сплавов. Применение титана для производства хирургических имплантатов, медицинских инструментов и аппаратуры. Восстановление анатомической формы и физиологических функций зуба с помощью имплантата.
презентация [782,0 K], добавлен 23.05.2014Область применения титана в медицине и его свойства. Механическое поведение тканей организма и имплантатов из никелида титана. Имплантаты и антибактериальные препараты. Биодеградирующие материалы и общие представления о биосовместимых веществах.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.01.2013Эмульсии как дисперсная система и лекарственная форма. Свойства и условия их стабильности. Высвобождение и биодоступность лекарственных веществ из эмульсий. Химическая стабилизация эмульсий. Анализ технологии изготовления семенных и масляных эмульсий.
курсовая работа [239,4 K], добавлен 19.01.2015Общая характеристика и классификация жидких лекарственных форм; дисперсионные среды. Способы обозначения концентрации раствора в прописи. Особенности изготовления растворов в вязких и летучих растворителях. Технология изготовления микстур, суспензии.
курсовая работа [35,1 K], добавлен 16.12.2013Стоматологический фарфор и его основные свойства. Особенности технологии изготовления этого рода керамики и содержание исходных компонентов в бытовых и стоматологических фарфоровых массах. Характеристика лучших сортов стоматологического фарфора.
презентация [259,0 K], добавлен 02.12.2015Особенности акриловых базисных материалов. Технология изготовления полимер–мономерной композиции с применением процесса полимеризации. Необходимые свойства материала для базисов съемных протезов. Понятие пористости, остаточного мономера, водопоглощения.
презентация [227,1 K], добавлен 16.11.2014Требования ГФ предъявляемые к суспензиям. Устойчивость суспензионных препаратов при хранении. Технология производства суспензий. Технология изготовления суспензий дисперсионным методом. Технология изготовления суспензий конденсационным методом.
курсовая работа [27,8 K], добавлен 16.01.2007Классификация вкладок зуба по материалу и топографии дефекта. Получение вкладок по восковой репродукции, созданной врачом. Схема клинико-лабораторных этапов изготовления композитной и керамической вкладок, их получение без моделирования репродукции.
презентация [1,4 M], добавлен 09.01.2015Классификация виниров по функции, материалу, размеру, методу изготовления, характеру подготовки зубов. Этапы изготовления прямого полного винира. Выбор композита для винирного покрытия. Осложнения, проявившиеся в ближайшие дни после реставрации.
презентация [10,6 M], добавлен 12.01.2015Растворы для внутреннего применения, изготавливаемые по массе: прописывание в рецепте, технология изготовления, контроль качества. Аптечная технология изготовления капель для приёма внутрь. Совершенствование растворов для внутреннего применения.
курсовая работа [56,1 K], добавлен 28.11.2017Металлокерамическая и фарфоровая реставрации дефектов зубов, их преимущества и недостатки. Теории соединения метала и керамики. Требования, предъявляемые к применяемым сплавам. Основные слоя фарфора. Технология изготовления коронок из диоксида циркония.
презентация [1,7 M], добавлен 09.05.2016Технические и конструктивные особенности различных моделей 3D-принтеров. Сравнение 3D-печати и фрезеровки протезов и коронок из биологически совместимых композитных материалов. Проведение опытов по производству зубных имплантатов средствами 3D-печати.
реферат [1,7 M], добавлен 19.02.2017Перспективы циркония в качестве стоматологического материала. Особенности фрезерования диоксида циркония методом мануального копирования. Трудовые и материальные затраты. Рабочие этапы изготовления стоматологического протеза. Облицовка керамикой.
презентация [2,8 M], добавлен 16.12.2014Сущность и свойства суспензий как жидкой лекарственной формы, оценка их качества. Дисперсионный и конденсационный методы изготовления суспензий в аптеке, способы их стабилизации. Особенности изготовления суспензионных мазей, линиментов и суппозиториев.
курсовая работа [110,0 K], добавлен 06.12.2013Организация изготовления внутриаптечной заготовки. Методы исследования лекарственных веществ. Протокол результатов анализа препарата. Определение органолептических качеств, подлинности. Государственный контроль производства лекарственных средств.
курсовая работа [50,1 K], добавлен 12.02.2010Имплантация как самый прогрессивный вид восстановления утраченных зубов. Типы имплантатов, их конструкции (разборные и неразборные), способы установки. Показания к протезированию зубов, выбор конструкции имплантата, материалы для их изготовления.
презентация [493,0 K], добавлен 04.12.2012Анализ рецепта на изготовления очков. Организация салона-магазина "Оптика", основные требования к рабочему месту оптика-сборщика. Блок-схема и маршрутная карта технологического процесса изготовления очков. Схема коррекции миопического глаза и экзотропии.
курсовая работа [409,3 K], добавлен 11.01.2015Рецепт, его структура, формы бланков рецептов. Государственное нормирование изготовления лекарственных средств и изделий медицинского назначения. Особенности технологии изготовления различных неводных растворов. Правила изготовления сложных порошков.
контрольная работа [40,7 K], добавлен 22.05.2012Формовка пластмасс, как один из лабораторных этапов изготовления съемного протеза. Сведения об акриловых пластмассах. Технология изготовления пластмассового базиса протеза. Компрессионное, инжекционно-литьевое прессование. Приготовление формовочной массы.
реферат [56,4 K], добавлен 07.07.2015
