Медицина без отходов: революция в производстве имплантатов

Металлические имплантаты, такие как зубные протезы, искусственные суставы или костные пластины, давно используются в медицине.

Но их производство сталкивается с проблемами: сложно сделать имплантат, который идеально подойдет конкретному пациенту, а еще традиционные методы создания таких изделий оставляют много отходов. Например, при изготовлении деталей из титана до 90% материала может уйти в мусор.

Результаты опубликованы в издании International Journal of Extreme Manufacturing.

Ученые из нескольких университетов (Сианьского, Шанхайского, Шанхайского Цзяо Тун и Университета Эдит Коуэн) опубликовали обзор, где рассказали о новых технологиях, которые могут решить эти проблемы. Они изучили, как аддитивное производство (это когда изделие создается слой за слоем, как в 3D-печати) помогает делать медицинские имплантаты лучше, быстрее и с меньшими отходами.

Что нового предлагают технологии

• Персонализация: имплантаты можно делать точно под форму костей пациента.
• Меньше отходов: материал используется эффективнее, почти без потерь.
• Лучшая совместимость: пористая структура имплантатов помогает костям быстрее восстанавливаться.

Какие методы практикуют

• Лазерное сплавление порошка (PBF-LB).
• Электронно-лучевое сплавление (EB-PBF).
• Селективное лазерное спекание (SLS).
• Направленное осаждение материала (DED).

Каждый метод имеет свои плюсы и минусы, и ученые выбирают их в зависимости от задачи. Например, для сложных деталей лучше подходит лазерное сплавление, а для больших изделий — направленное осаждение.

Что еще важно

• Искусственный интеллект: помогает оптимизировать процесс производства.
• 4D-печать: это когда изделие после печати может менять форму под воздействием внешних условий, например температуры.
• Новые материалы: титановые сплавы, магний, цинк, железо и даже жидкие металлы. Каждый материал подходит для разных задач.

Какие есть проблемы

• Цена: оборудование и материалы дорогие.
• Сертификация: медицинские изделия должны пройти долгий процесс проверки.
• Постобработка: после печати изделия нужно дорабатывать, что занимает время.

Но ученые уверены, что эти проблемы решаемы. Профессор Чжан говорит:

В будущем персонализированные имплантаты станут доступнее и эффективнее, что улучшит качество жизни пациентов.

Ранее российские ученые разработали микропровода для имплантатов и датчиков.

20.02.2025