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Apium P400 | 精准医疗中PEEK植入物智造的技术突破

发布日期:2023-11-28   点击:




在精准医疗领域中,聚醚醚酮(PEEK)作为一种优异的生物相容性聚合物材料,被广泛用于定制矫形植入物。但是传统的加工技术,难以满足这些高度个性化医用植入装置的精准制造需求。Apium  P系列(P220和P400)3D打印机实现了在此领域中的技术突破,通过对关键打印参数的精确控制与优化,例如喷嘴温度和区域加热模块的温度等,高效改善了PEEK材料在熔丝沉积制造过程中的流动性,也显著提高了层间附着强度与成品密度,使定制植入物实现了结构精确与力学性能的双重优化


这为精准医疗领域提供了更优质与个性化的治疗方案选择,推动了该领域技术的进一步发展。


3D打印技术实现PEEK植入物定制化



FFF技术原理

FFF属于材料挤出式增材制造技术,是通过逐层热融长丝材料形成部件的一种快速成型技术。该技术可以直接读取CAD三维模型文件,逐层输出,无需模具,可实现几何结构复杂的PEEK植入物的定制化生产。


Apium P220 3D打印机

Apium P220 3D打印机是一款专门为高性能材料设计的高温打印机,它能够稳定地输出高达540°C的热融PEEK材料,实现PEEK植入物的精确层积制造。



此外,Apium P220的可调参数优化功能,如下面的研究内容,满足了定制PEEK植入物打印需求的各种细致要求。


优化P220参数,提升PEEK植入物性能


喷嘴温度控制

Apium P220喷嘴温度的适当控制,可降低PEEK熔融体黏度,改善其流动性,并促进界面扩散,增强层间黏附力(图1)。


图1:Apium P220打印的拉伸试样 C6(a)、C8(b)、C1(c)和 C3(d)横截面图。白色箭头和轮廓标出了过度挤压造成的空隙缺陷。

挤出倍率

经验证,Apium P220的挤出倍率的优化调整与打印样品密度及抗拉强度相关,合适的流量控制可获得更致密的打印结构(图2)。


图2: SN 比率的拉伸强度主效应图。

拉伸强度也获得提升

参数优化后,PEEK植入物最大拉伸强度可达89.8MPa,较默认参数提高近15.4%(图3)。


图 3. 不同填充结构样品的拉伸性能。


P400助力PEEK植入物性能进一步提升



Apium P220 3D打印机在优化PEEK植入物性能方面展现了显著的研究成果,这些成果突显了Apium P220在高性能3D打印领域的能力。


进一步地,Apium P400 3D打印机引入了新一代加热系统、红外辐射功能、精确的温度控制、高精度的打印技术以及科研与生产的一体化等技术优势。


在精准医疗领域,Apium P400 3D打印机的应用为定制化医疗植入物的制造带来了革命性的进步,特别是在处理高性能聚醚醚酮(PEEK)材料方面。以脊柱植入物的制造为例,这种植入物要求极高的结构精确度和物理性能,以适应患者的个性化定制需求。




新一代加热系统

新一代加热系统确保了PEEK材料在整个打印过程中的温度稳定,这对于保持材料的结晶度和机械性能至关重要。例如,在制造脊柱植入物时,需要确保材料能够承受患者体重和活动产生的压力,而Apium P400的加热系统正好满足了这一需求。



精准温控

Apium P400的精确温度控制功能,有助于减少热应力和变形,保持PEEK的物理性质。这一点在制造形状复杂、尺寸精确的植入物时尤为重要。


高精度打印技术


Apium P400的高精度打印技术允许进行细致的层控制和精确的几何尺寸调整。这种精度在设计符合患者解剖结构的植入物时至关重要,可以确保植入物与患者体内结构的完美契合。


科研生产于一体


Apium P400的设计理念是科研和生产于一体。这意味着它不仅适用于医疗器械的原型开发,还能够满足量产的需求。这允许从概念验证到最终产品的快速迭代,加速从科学探索到实际应用的转化


红外辐射功能


红外辐射功能通过稳定控制打印过程中的温度分布,显著提高了PEEK材料的结晶度和机械性能。这种温度管理不仅确保了材料在挤出过程中的均匀性,还增强了层间的黏合力,从而优化了植入物的整体结构和耐用性。




      让精准医疗更精准


精准医疗领域中定制化PEEK植入物的技术革新随着精准医疗的快速发展,Apium P系列(P220和P400)3D打印机在精准医疗领域的应用前景将更加广阔。Apium P系列3D打印机不仅能够满足当前的医疗需求,还具备创新和发展的潜力,为医疗专业人员和患者带来更多可能性。从科研探索到临床实践,从原型设计到量产,Apium P系列3D打印机在提升植入物质量和加速医疗创新方面发挥着至关重要的作用,成为精准医疗发展中不可或缺的一部分。


本文网址:http://www.gyrotec.com.cn/news/448.html

关键词:医疗3d打印机,PEEK3d打印机,ApiumP4003d打印机

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