چاپ سه بعدی ایمپلنت های لگن

دو پژوهشگر ترکیه ای به نام یونوس E. Delikanli و Mehmet C. Kayacan در مقاله ای تحت عنوان “Design, manufacture, and fatigue analysis of lightweight hip implants“، روش های بهتر برای ساخت ایمپلنت های مفصل لگن برای آرتروپلاستی کامل لگن (THA)  را بررسی کردند.  اکثر انسان ها از اهمیت حیاتی مفصل لگن به ویژه هنگامی که یک مسئله مهم پزشکی رخ می دهد و یا هنگامی که در اثر بالا رفتن سن، مفصل لگن دردناک می شود آگاه هستند.

پرینت سه بعدی ایمپلنت های لگن

طراحی و چاپ سه بعدی ایمپلنت لگن
طراحی و چاپ سه بعدی ایمپلنت لگن

مفصل گوی و کاسه ای لگن برای انسان ها بیشترین میزان آزادی عمل برای انجام انواع فعالیت ها از نشستن روی صندلی، پیاده روی تا دویدن و یا فعالیتهای ورزشی دیگر که نیاز به پریدن دارند را فراهم می کند. انتظار می رود این مفصل در طی زمان به ویژه در سالمندان سایش زیادی داشته باشد، هم چنین شکستگی های ناشی از ضربه یا تروما ممکن است در هر سنی رخ دهد. به گفته این تیم تحقیقاتی ژنتیک، تغذیه و شیوه زندگی نیز می تواند نقش مهمی در مفصل لگن ایفا کند.

محققان می گویند: “در مواردی که وزن بدن و یا فعالیت بدنی بالا است، بار بر روی استخوان فمور افزایش می یابد که به نوبه خود منجر به خمش و تنش های پیچشی در اجزای فمورال یک ایمپلنت می شود. اگر این تنشها تکراری و متغیر باشند، شکستگی های ناشی از خستگی یا تغییر شکل ممکن است در ایمپلنت های لگن رخ دهد.”

پرینت سه بعدی ایمپلنت های لگن
پرینت سه بعدی ایمپلنت های لگن

محققان از پودر فلز تیتانیوم (آلیاژ Ti6Al4V) برای افزایش خلاقیت در زمینه ساخت ایمپلنت ها با بهره گیری از تکنولوژِی چاپ سه بعدی استفاده کردند. ۹ نمونه با اندازه ۰۳/۰ میلیمتر با استفاده از هندسه Kubisch Raumzentrierten (KRZ) ، در یک ساختار شبکه ای با تخلخل ۷۸٫۳ درصد و به وسیله یک چاپگر سه بعدیEON M280  با تکنولوژی direct metal laser sintering ساخته شد. پس از ساخت نمونه ها، محققان کاهش وزن تا ۱۷ درصد را تشخیص دادند.

در مرحله آزمایش این تیم تحقیقاتی دریافتند که “حداکثر تنش های معادل” در ناحیه ای به نام ” neck region ” رخ می دهد. ایمپلنت های سبک حتی تحت بارگذاری یکسان، تنش های بیشتری را نشان می دادند. هر ایمپلنت پس از پنج میلیون بار بارگذاری و با عمر خستگی بی نهایت، عملکرد موفقیت آمیزی داشت.

پرینت ۳ بعدی ایمپلنت های لگن
پرینت ۳ بعدی ایمپلنت های لگن

محققان نتیجه گیری کردند: “تمام ایمپلنت های تولید شده توسط تکنولوژی چاپ سه بعدی DMLS عملکرد خستگی کافی را با توجه به الزامات استاندارد ISO 7206 نشان می دهد. علاوه بر این، یافته های FEA  بسیار با نتایج آزمایش خستگی سازگار است. بنابراین، جابجایی خارج از محدوده می تواند با دقت کافی توسط FEA پیش بینی شود. این امر ما را قادر می سازد تا هزینه های تولید را کاهش داده و به ایده هایی در مورد عملکرد ایمپلنت بدون انجام هیچ گونه فرایند ساخت دست یابیم. ”

پرینت سه بعدی ایمپلنت لگن
پرینت سه بعدی ایمپلنت لگن

در طی دهه های گذشته تعداد اندکی از مردم تاثیرات چاپ سه بعدی و تکنولوژی های مرتبط با آن را بر بهبود بیماران در عرصه پزشکی تشخیص دادند. در حال حاظر این بیماران به لطف تکنولوژی چاپ سه بعدی می توانند زندگی با کیفیت تری را با استفاده از طیف وسیعی از ایمپلنت ها و دستگاه های مختلف تجربه کنند. امروزه محققان می توانند همه چیز از راهنماهای جراحی برای جراحی های جایگزین تا ایمپلنت زانو و ایمپلنت های ستون فقرات را با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی توسعه دهند.

منبع: https://3dprint.com/

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.

pdfچاپ سه بعدی ایمپلنت های لگن

تهیه و تنظیم از: پرینتر سه بعدی آیدیزاین

 

چاپ سه بعدی ایمپلنت های لگن

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *