3D inprimatutako titaniozko aleazioen aplikazio biomedikoak

Biomaterial ortopedikoen erabilera izugarri handitu da azken urteotan, biztanleria zahartzen ari den heinean eta pazienteek jarduera-maila eta bizi-kalitate bera mantendu nahi duten heinean. Biomaterial ortopediko klinikoen eskari handiak bultzatuta, hezur-ehunen ingeniaritza azkar garatu da eta hainbat biomaterial ortopediko ikertu eta diseinatu dira. Fe eta magnesioan oinarritutako biomaterialak asko erabiltzen dira 3D teknologiaren laguntzarekin. Titanioan oinarritutako biomaterialek erresistentzia handia, modulu espezifiko baxua eta biobateragarritasun hobea dute Fe eta magnesioan oinarritutako biomaterialekin alderatuta, eta abantaila lehiakor eta bakarra erakusten dute biomaterial ortopedikoen artean.

3D inprimatutako titaniozko biomaterialak behar indibidualetara egokitu daitezke, egitura konplexuak fabrikatzeaz gain, kostuari, fabrikazio-zikloaren denborari eta pertsonalizazioari dagokienez abantaila paregabeak ere eskaintzen dituzte, eta horrek teknologiaren garapen nabarmena ahalbidetzen du ortopedia, hortz eta kardiobaskular aplikazioetarako. Hala ere, teknologiak oraindik erronka asko ditu, hala nola, hezur porotsuaren hazkuntzaren eta propietate mekanikoen arteko erlazioa nola orekatu, gehigarrizko fabrikazio teknologiaren aukera eta parametroen optimizazioa.

3D inprimaketaren titaniozko aleazioen teknologiaren analisiak eta laburpenak ondorio hauetara eraman gaitu.

(1) 3D inprimaketa-teknologia desberdinak desberdinak dira eskaneatze termikoaren abiaduran, elikatze-iturriaren potentzian eta deposizio-tasan. Ohiko prozesuekin alderatuta, 3D inprimaketa prestatzeko prozesuek berotze eta hozte azkarraren ezaugarri tipikoak dituzte, eta prozesu-parametroen kontrol zehatza behar da kalitate handiko eta fidagarriak diren piezak lortzeko;

(2) Hezur-ehunaren topologia sailkatu eta deskribatzen da, eta zurruntasuna murrizteko modu bat hezur-ordezko porotsuen topologia arrazoiz optimizatzea dela adierazten da, horrela hezur-ordezkoaren eta ostalari-hezurraren arteko zurruntasun-aldea murriztuz eta, horrela, tentsioaren aurkako babes-arazoa arinduz.

(3) Berotze eta hozte azkarraren ezaugarriek titaniozko aleazioen ehunen bilakaeran duten eragina aztertzen da, eta propietate mekanikoetan hobekuntzak lor daitezke bi faseko konposizioa eta ehunen morfologia doituz;

(4) Inplantazioaren ondoren titaniozko aleazio porotsuen biobateragarritasun eta osteointegrazio gaitasunak nabarmentzen dira;

(5) 3D inprimatutako metalak hobeto garatzen dira tresna digital indartsuak garatuz, hala nola makina-modelizazioa eta makina-ikaskuntza, ezagutza metalurgikoaren oinarriekin konbinatuta.