Лазерное и электронно-лучевое аддитивное производство металлических имплантатов методом послойного нанесения порошка: обзор процессов, материалов и конструкций

Аддитивное производство (АП), также широко известное как 3D-печать, позволяет непосредственно изготавливать функциональные детали сложной формы на основе цифровых моделей. В настоящем обзоре представлен современный прогресс в области двух процессов АП, пригодных для изготовления металлических ортопедических имплантатов: селективного лазерного плавления (SLM) и электронно-лучевого плавления (EBM). Рассмотрены несколько критически важных факторов проектирования, включая необходимость сбора данных для создания конструкций, индивидуализированных под пациента, пористость, зависящую от конструкции, для остеоиндуктивных имплантатов, топологию поверхности имплантатов и методы проектирования, направленные на снижение эффекта экранирования напряжений в имплантатах. Особое внимание уделено биоматериалам, изготовленным методом аддитивного производства, таким как нержавеющая сталь 316L, титан-6алюминий-4ванадий (Ti6Al4V) и кобальт-хром (CoCr). Также рассмотрены ограничения и перспективы дальнейшего развития этих технологий.