Naukowcy testują materiały kompozytowe PLA CaC03, aby uzyskać trójwymiarowe druki drukowane

W artykule zatytułowanym "Nowe kompozyty PLA-CaCO3 w produkcji dodatków odlewów górnych i ortezy - studium wykonalności" grupa naukowców bada drukowanie 3D w leczeniu urazów kończyn górnych, które, jak mówią, "wśród najczęstsze obrażenia na całym świecie. "Podczas gdy złamania kości są tradycyjnie traktowane odlewami gipsowymi, eksperymentowano z nowymi metodami leczenia, w tym drukowaniem 3D w celu stworzenia odlewu dostosowanego do potrzeb pacjenta.

Naukowcy przetestowali trzy różne materiały "potencjał do zastosowania w odlewach drukowanych 3D; dwa z tych materiałów były nowe. Użyli unikatowych filamentów węgierskiej firmy Filamania. Te materiały kompozytowe porównano ze standardowymi polimerami PLA. Kompozyty wytworzono z PLA zmieszanego z drobnym proszkiem CaCO3. Po raz pierwszy wyprodukowana przez projektantkę Carmen Brio kilka lat temu ten rodzaj materiału ma interesujące właściwości.

"Model" PLA "(M): zawierał 20 m / m% CaCO3 i" PLA Gips "(G ) 50 m / m% CaCO3 - wyjaśniają naukowcy.

Przeprowadzono testy mechaniczne na materiałach, w tym Charpy Impact Test, trzypunktowy test zginania, test wytrzymałości na rozciąganie i test twardości Shore D . Następnie naukowcy zbadali materiały pod kątem możliwej produkcji szyn lub odlewów. Najpierw badano termoformowanie, a następnie 3D skanowało zdrową rękę ochotnika, aby stworzyć model CAD, który następnie wydrukowano w 3D.

Naukowcy odkryli, że skanowanie 3D i drukowanie 3D były droższe i bardziej czasochłonne niż termoformowanie; jednak technologia 3D spowodowała lepsze dopasowanie. Wolontariusz stwierdził, że nadruk w 3D zapewnia większą stabilność, co ma kluczowe znaczenie przy gojeniu. Podczas gdy druk 3D jest droższy niż tradycyjne metody odlewania gipsu, naukowcy twierdzą, że koszty są coraz bliższe.

Wraz z dodaniem CaCO3 do PLA, właściwości dynamiczne i statyczne materiałów uległy znacznym zmianom. Mianowicie stały się bardziej sztywne i kruche. Były jednak bardzo łatwe do termoformowania, a także do druku 3D, i można je było łatwo uzyskać, co czyni je dobrymi kandydatami do produkcji odlewów i szyn.

"Badania statyczne i pomiary Shore D wskazują materiały mogą być również wykorzystywane do modelowania medycznego (na przykład: modele kostne dla IO - kaniulacja wewnątrzustna - trenerzy, modele zębów do treningu umiejętności i zindywidualizowane szkolenie z procedur syntezy kości) - podsumowują naukowcy. "Nasze najnowsze badania -analizując zachowanie termiczne tych materiałów - wykazano, że materiały te nadają się również do procedur dezynfekcji, co jest ważną cechą w zastosowaniach klinicznych. Aby uzyskać długoterminowe wyniki, w najbliższej przyszłości należy przeprowadzić badania kliniczne i związane z pacjentami, a także szczegółowe badania rynku, ze szczególnym uwzględnieniem relacji IP (własności intelektualnej). "

Naukowcy zwracają uwagę że jedną wadą drukowania 3D jest jego zwykle powolna prędkość; czekanie na oddziale ratunkowym przez 19 godzin, aby rzut był gotowy, nie wchodzi w grę. Jednak użycie odlewania tymczasowego do uzyskania lepszego druku 3D jest możliwe, a naukowcy przewidują, że prędkości drukowania 3D wkrótce zmienią się do akceptowalnego zakresu. Jeśli chodzi o skanowanie 3D, podczas gdy naukowcy byli w stanie użyć zdrowego osobnika do stworzenia modelu, większość pacjentów ze złamaniami będzie musiała mieć zeskanowaną przeciwną kończynę, aby stworzyć odpowiednie dopasowanie CD3D .