Ученые нашли способ печатать протезы сразу из двух металлов
Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разработали инновационное программное обеспечение, предназначенное для печати головок тазобедренных эндопротезов из комбинации двух металлов. Разработка позволяет управлять 3D-принтером в процессе селективного лазерного плавления кобальт-хром-молибденового сплава и нержавеющей стали, следуя цифровой модели.
Применение разнородных материалов открывает возможность создания имплантов, адаптированных под анатомические особенности конкретного пациента. Программа также предоставляет возможность визуализации послойного построения изделия. Благодаря этому инженеры и медицинские специалисты могут корректировать конечные свойства протеза в зависимости от будущей нагрузки и состояния костной ткани больного.
«У головки эндопротеза есть внешняя и внутренняя зоны. Первая всё время контактирует с чашечкой, поэтому должна быть твердой и износостойкой. Однако, когда мы повышаем эти показатели, материал становится более хрупким, поэтому внутреннюю часть лучше делать более пластичной. В нашем случае сталь более пластична, а сплав — тверже. Изменяя соотношение, мы можем менять свойства протеза. Например, с учетом того, что пациент ведет подвижный образ жизни или, возможно, у него есть избыточный вес», — сказал ведущий научный сотрудник научно-образовательного центра «Конструкционные и функциональные материалы» Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Арсений Репнин.
В процессе печати система контролирует ключевые параметры сплавления материалов в реальном времени, такие как мощность лазера и скорость сканирования. Это гарантирует формирование монолитной конструкции из двух разнородных металлов при минимальной вероятности возникновения пор и микротрещин в зоне их соединения.
Вопрос бедром: «мозг» для 3D-принтера поможет напечатать протез с нужными свойствами
