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PEP技術(shù)制備氮化硅陶瓷人工椎體,推動(dòng)醫(yī)療植入新變革


來(lái)源:深圳升華三維科技有限公司

氮化硅作為一種高性能陶瓷材料,,以其優(yōu)異的生物相容性、抗感染性能和骨整合性能,,在醫(yī)療植入領(lǐng)域備受關(guān)注,。自1989年以來(lái),氮化硅陶瓷已應(yīng)用于骨科關(guān)節(jié)植入物和脊柱修復(fù)等領(lǐng)域,。其良好的射線成像性能和非傳導(dǎo)性,、無(wú)磁性等特性,使其在術(shù)后影像檢查中不會(huì)產(chǎn)生雜訊,,為患者提供了更安全,、可靠的治療選擇。在醫(yī)療科技飛速發(fā)展的今天,,升華三維利用PEP技術(shù)制備氮化硅陶瓷植入體的應(yīng)用,,為脊柱疾病患者帶來(lái)了新的希望。本文將圍繞氮化硅人工椎體探討其在醫(yī)療植入領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀,,以及PEP工藝制備氮化硅陶瓷人工椎體的特點(diǎn)和應(yīng)用前景,。


氮化硅在醫(yī)療植入的應(yīng)用現(xiàn)狀


在骨科手術(shù)中,人工椎體植入體的"生物惰性瓶頸"長(zhǎng)期困擾著臨床——傳統(tǒng)鈦合金材料存在應(yīng)力屏蔽效應(yīng),,聚合物易引發(fā)炎癥反應(yīng),,而普通陶瓷脆性難題未解。氮化硅作為醫(yī)療植入界的"超級(jí)陶瓷",,是唯一通過(guò)FDA認(rèn)證的抗菌陶瓷材料,,全球已有超5萬(wàn)例氮化硅脊柱融合器成功植入案例,術(shù)后感染率降低至0.3%(傳統(tǒng)材料約2.1%),。氮化硅正以每年17.3%的復(fù)合增長(zhǎng)率(Grand View Research數(shù)據(jù))席卷骨科領(lǐng)域,。

氮化硅植入體的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

  • 骨整合速度提升40%:其多孔結(jié)構(gòu)引導(dǎo)骨細(xì)胞定向生長(zhǎng)

  • 抗菌率>99%:表面活性氧抑制金黃色葡萄球菌等致病菌

  • 力學(xué)性能突破:抗彎強(qiáng)度達(dá)900MPa,媲美天然骨骼


3D打印氮化硅在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)


3D打印人工椎體是一種創(chuàng)新的醫(yī)療器械,旨在為脊柱手術(shù)提供個(gè)性化定制的植入物,,廣泛應(yīng)用于脊柱融合和骨折修復(fù)等領(lǐng)域,。在精準(zhǔn)醫(yī)療大趨勢(shì)下,傳統(tǒng)機(jī)加工已難以滿足需求,。而隨著3D打印技術(shù)的不斷進(jìn)步,,氮化硅陶瓷在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景更加廣闊。3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高精度成型,,滿足個(gè)性化醫(yī)療需求,。

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▲PEP制備的陶瓷人工椎體 ?升華三維

特別是在脊柱手術(shù)中,3D打印氮化硅人工椎體能夠提供更好的生物相容性和骨整合性能,,促進(jìn)骨生長(zhǎng),,減少術(shù)后并發(fā)癥。據(jù)德國(guó)某頂尖醫(yī)院臨床數(shù)據(jù)顯示,,3D打印氮化硅椎體使手術(shù)時(shí)間縮短35%,,術(shù)后融合周期減少至4.8個(gè)月。如PEP工藝就能達(dá)到0.1mm級(jí)孔隙精準(zhǔn)控制,,實(shí)現(xiàn)仿生骨結(jié)構(gòu)的個(gè)性化定制,,且能實(shí)現(xiàn)快速交付。


PEP工藝制備氮化硅陶瓷人工椎體優(yōu)勢(shì)


PEP技術(shù)的顆粒材料融熔擠出成型方式,,在打印件的表面光潔度有限,,但是在結(jié)合多孔晶格填充結(jié)構(gòu)打印后,會(huì)具有對(duì)生物陶瓷植入物獨(dú)特需求的高接觸面積和低表面質(zhì)量的結(jié)構(gòu)特性,,而這可以更好地適應(yīng)生物血肉滲入和生長(zhǎng),。升華三維在這方面做了非常多的材料和工藝設(shè)備優(yōu)化工作,以適配醫(yī)療行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)�,,F(xiàn)階段已經(jīng)開(kāi)發(fā)有氮化硅,、氧化鋯、羥基磷灰石等生物陶瓷材料,,且已與多個(gè)醫(yī)療器械研究機(jī)構(gòu)建立合作,,共同探索PEP工藝在陶瓷植入體方向的應(yīng)用。

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▲3D打印氮化硅人工椎體(燒結(jié)) ?升華三維


PEP在制備氮化硅植入體方面有著顛覆性優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)

  • 材料損耗低:PEP工藝采用顆粒材料,,打印材料可循環(huán)使用,,使得原料利用率達(dá)98%;梯度孔隙優(yōu)化:表面層與內(nèi)部層孔隙可根據(jù)需求設(shè)計(jì)優(yōu)化,,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)梯度填充,,以提高骨肉生長(zhǎng);

  • 結(jié)構(gòu)功能集成:PEP工藝能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的高自由度設(shè)計(jì),,可快速實(shí)現(xiàn)功能與結(jié)構(gòu)的集成融合,,更符合仿生骨的定制,;

  • 制造周期短:3D打印+粉末冶金的工藝整合,大大加快了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與商業(yè)化時(shí)間,,縮短了制造周期,;

  • 結(jié)構(gòu)性能好:PEP采用低溫成型,高溫成性的方式,,獲得的結(jié)構(gòu)件致密且性能一致好,。


3D打印氮化硅人工椎體的應(yīng)用前景分析


隨著老齡化加劇(我國(guó)脊柱退變患者超2億),,疊加DRG醫(yī)保控費(fèi)需求,,兼具高性能與成本優(yōu)勢(shì)的氮化硅人工椎體將迎來(lái)爆發(fā),。據(jù)FDA數(shù)據(jù)顯示,到2026年全球骨科陶瓷市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)83億美元,,3D打印植入體年增長(zhǎng)率將突破29%,,而微創(chuàng)術(shù)式手術(shù)的普及將催生小型化、功能化產(chǎn)品需求,。

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▲PEP制備的生物陶瓷植入體樣品 ?升華三維


PEP制備氮化硅陶瓷人工椎體在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊,。其優(yōu)異的生物相容性和骨整合性能,使其在脊柱修復(fù)和關(guān)節(jié)植入等領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì),。此外,,PEP工藝的高自由度設(shè)計(jì)和低成本特點(diǎn),使其能夠滿足個(gè)性化醫(yī)療需求,,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增加,,PEP制備氮化硅陶瓷人工椎體有望在醫(yī)療植入領(lǐng)域占據(jù)重要地位,為醫(yī)療器械制造行業(yè)提供技術(shù)和工藝支持,,為更多患者帶來(lái)福音,。


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