Inżynier i Fizyk Medyczny 5/2016 vol. 5
281
technologie
/
technologies
artykuł naukowy
/
scientific paper
Streszczenie
W
artykule przedstawiono metodę oraz wyniki badań obej-
mujące próbę dostosowania przyrostowej technologii
selektywnego łączenia ziaren proszku do wytwarzania indy-
widualizowanych ceramicznych uzupełnień ubytków kostnych
w oparciu o syntetyczny hydroksyapatyt. W dobie intensywne-
go rozwoju nowoczesnych technologii wytwórczych pojawia się
coraz więcej możliwości wykorzystania ich szerokich możliwości
w medycynie, szczególnie z uwagi na zapewnienie precyzyjnego
odwzorowania anatomii pacjenta w oparciu o dane pochodzące
z obrazowania medycznego. Przyrostowe wytwarzanie znala-
zło już zastosowanie w wytwarzaniu trójwymiarowych modeli
fizycznych umożliwiających szczegółową analizę skomplikowa-
nych przypadków oraz służących do planowania i symulacji ope-
racji w celu zmniejszenia ryzyka oraz skrócenia czasu trwania
zabiegu. Znane są również przypadki przeprowadzenia implan-
tacji z wykorzystaniem indywidualizowanych implantów. Naj-
częściej wykorzystywanym materiałem w takich przypadkach
są stopy tytanu, co niesie liczne ograniczenia: brak dopasowa-
nia własności mechanicznych, brak degradacji czy niepożądane
reakcje obronne organizmu. Z tego powodu nieustannie trwa-
ją badania nakierowane na wytwarzanie bioakceptowalnych
i biodegradowalnych materiałów, które posłużą wytwarzaniu
czasowych konstrukcji wspomagających odbudowę naturalnej
tkanki w miejscach ubytków. Niniejszy artykuł prezentuje me-
todę wytwarzania oraz przygotowania wszczepów z zastoso-
waniem biomateriału ceramicznego. W ramach prowadzonych
badań wykonano analizę oraz dobrano odpowiednie materiały,
parametry procesowe i przeanalizowano ich wpływ na jakość
wytwarzanych modeli. Otrzymany w przygotowanej metodzie
materiał do zastosowań medycznych poddano testom
in vitro
,
w celu weryfikacji właściwości biologicznych.
Słowa kluczowe
: technologie przyrostowe, inżynieria tkanko-
wa, materiały ceramiczne, hydroksyapatyt
Przyrostowe wytwarzanie
indywidualizowanych wypełnień
ubytków kostnych
na bazie materiałów ceramicznych
Incremental manufacturing
of individualized restorations of bone defects
based on ceramic materials
Małgorzata Rusińska
1
, Maciej Dobrzyński
2
, Edward Chlebus
1
1
Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, Politechnika Wrocławska,
ul. I. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław
2
Katedra i Zakład Stomatologii Zachowawczej i Dziecięcej, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu,
ul. Krakowska 26, 50-425 Wrocław, tel. +48 71 784 03 78, e-mail:
otrzymano / received:
08.09.2016
poprawiono / corrected:
29.09.2016
zaakceptowano / accepted:
11.10.2016
Abstract
T
he paper presents the method and results comprising ad-
justment of the incremental technology of selective connec-
tion of the powder particles. It is used for the manufacturing
of ceramic restorations of individualized bone defects based on
synthetic hydroxyapatite. In the era of intensive development
of modern technologies of manufacturing, there are more and
more opportunities to use their extensive capabilities in med-
icine, particular by the precise mapping of the patient’s anat-
omy based on data from medical imaging. Incremental manu-
facturing has already found application in the manufacture of
three-dimensional physical models enabling a detailed analysis
of complicated cases and used for planning and simulation of
operations to reduce the risk and duration of treatment. There
are also known some cases of carrying out the implantation
with the use of individualized implants. The most commonly
used material in such cases are titanium alloys which cause many
restrictions i.e., no matching of mechanical properties, lack of
degradation or adverse reactions of the body’s defenses. For
this reason, many research is being continuously conducted fo-
cusing on manufacturing bioacceptable and biodegradable ma-
terials, which will be used in manufacture of temporary struc-
tures supporting the restoration of the natural tissue in places
of cavities. This paper presents a method of manufacturing and
preparing implants using ceramic biomaterial. In this study, ap-
propriate materials as well as process parameters have been
chosen and their impact on the quality of the generated models
was analyzed. Obtained material for medical use has been test-
ed
in vitro
to verify biological properties.
Key words:
incremental technologies, tissue engineering, cera-
mic materials, hydroxyapatite
