Разработка технологий аддитивного производства металлов в секторе медицинских имплантатов

Процессы аддитивного производства (AM) за последние годы значительно продвинулись и применяются в таких различных отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и производство электрических компонентов. В медицинском секторе печатаются различные изделия, такие как имплантаты, хирургические шаблоны, каркасы (scaffolds) и структуры для тканевой инженерии. Хотя в настоящее время некоторые имплантаты изготавливаются из пластмасс или керамики, традиционно для их производства использовались металлы. Однако металлические имплантаты, получаемые традиционными методами, такими как мехобработка, имеют недостатки: они выпускаются в стандартных размерах и трудно получить пористые структуры, способствующие фиксации протезов посредством остеоинтеграции. В настоящей работе представлен обзор использования технологий AM для производства металлических имплантатов. Сначала рассматриваются различные технологии, применяемые для металлов, с акцентом на основные преимущества и недостатки каждой из них. Рассматриваемые технологии включают binder jetting (BJ), selective laser melting (SLM), electron beam melting (EBM), direct energy deposition (DED) и экструзию материала методом fused filament fabrication (FFF) с полимерами, наполненными металлом. Далее перечисляются различные металлы, используемые в медицинской сфере, и суммируются их свойства с акцентом на сплавы Ti и CoCr; они разделены на две группы — ферrous (железосодержащие) и неферrous (безжелезные) сплавы. Наконец, подводится итог современного состояния производства металлических имплантатов с помощью технологий AM. Работа направлена на пояснение последних достижений в применении процессов AM для изготовления имплантатов.