Rekonstrukcje kości z wykorzystaniem skafoldów drukowanych w 3D – przegląd nowoczesnych technik, materiałów i metod leczenia

Technologie druku 3D

Stereolitografia (SLA)

Stereolitografia (SLA) jest jedną z pierwszych technik druku 3D stosowanych w inżynierii kości. Materiał budulcowy w druku występuje w postaci płynnej i jest utwardzany światłem o charakterystycznej dla niego długości fali. Wysoka dokładność wytwarzania w SLA pozwala na produkcję struktur w skali mikrometrycznej oraz nanometrycznej w porównaniu z dziesiątkami i setkami mikrometrów do procesów opartych na wytłaczaniu. SLA ma również możliwość tworzenia złożonych kształtów ze strukturą wewnętrzną i niezwykle wysoką rozdzielczością (~1,2 μm). Niemniej jednak wytwarzanie skafoldów w technologii SLA jest procesem niezwykle trudnym, ze względu na lepkość materiałów, stabilność surowca i poziom skomplikowania urządzeń (7; tab. 1).

Fused deposition modeling (FDM)

FDM jest procesem drukowania 3D polegającym na ciągłym wytłaczaniu włókna materiału i osadzaniu kolejnych warstw tworzonego modelu. W tej metodzie są wykorzystywane granulaty lub filamenty polimerowe, które są wytłaczane z małej dyszy w postaci stopionego termoplastu. Każda tworzona w ten sposób warstwa wydruku następnie zastyga, tworząc zadaną konstrukcję. Możliwość sterowania wysokością warstwy, grubością włókna i prędkością przepływu materiału pozwala na wytwarzanie skafoldów o kontrolowanej wielkości, morfologii i strukturze wewnętrznej porów. FDM umożliwia wytwarzanie złożonych struktur trójwymiarowych, które są trudne bądź niemożliwe do wykonania przy użyciu innych tradycyjnych metod produkcji (8; tab. 1).

Tab. 1. Porównanie podstawowych technologii druku 3D

Selektywne spiekanie laserowe (SLS)/selektywne topienie laserowe (SLM)

SLS oraz SLM są technikami druku 3D, które wykorzystują laser do spiekania lub topienia proszku polime...