1. محدودیت فنی شامل محدودیت های دوگانه در مواد و دقت است.
در حالی که بازآفرینی دقیق ویژگی های آناتومیکی پیچیده با فناوری چاپ سه بعدی با استفاده از فلز امکان پذیر است، محدودیت های تکنولوژیکی آن را نمی توان نادیده گرفت:
گلوگاه عملکرد مواد: مواد فلزی زیست پزشکی قابل چاپ مانند آلیاژهای کروم کبالت و آلیاژهای تیتانیوم هنوز در کیفیت مکانیکی و زیست سازگاری در حال حاضر دارای نقص هستند. به عنوان مثال، یک آلیاژ معمولی تیتانیوم (Ti6Al4V) در مقایسه با استخوان (30-10 گیگا پاسکال) بسیار سفت تر است (110 گیگا پاسکال)، که به راحتی می تواند اثرات محافظ استرس ایجاد کند و بر میزان بهبودی بافت استخوان تأثیر بگذارد.
فقدان چاپ دقیق به این معنی است که نمی توان از آن به طور موثر در مهندسی بافت عروقی استفاده کرد زیرا دقت چاپ، به ویژه برای جزئیات کوچک مانند قطر مویرگ 8 تا 10 میکرومتر، به اندازه کافی بهبود نیافته است.
برای خلاص شدن از شر منافذ داخلی، ایمپلنتهای چاپ سه بعدی فلزی-از پرس ایزواستاتیک داغ (HIP) استفاده میکنند، اما دمای بالا میتواند ساختار ماده را تغییر داده و بر استحکام آن تأثیر بگذارد.
2. چالش های کاربرد بالینی: معمای معقول هزینه و قوانین.
فناوری پرینت سه بعدی فلزی در طول حرکت از آزمایشگاه به کاربرد بالینی مشکلات متعددی دارد:
صدور گواهینامه نظارتی با موانعی مواجه است زیرا کشورهای مختلف هنوز معیارهای صدور گواهینامه خود را برای دستگاه های پزشکی چاپ شده سه بعدی{1}} هماهنگ نکرده اند. به عنوان مثال، FDA ایالات متحده گواهینامه 510 (k) را برای ایمپلنت ها الزامی می کند، در حالی که قوانین MDR اتحادیه اروپا معیارهای سخت تری برای داده های بالینی دارد که باعث افزایش هزینه های تحقیقات و توسعه فرامرزی می شود.
خطر سازگاری زیستی طولانی مدت: هنوز مشخص نیست که چگونه محصولات تخریب مواد جدید (مانند آلیاژهای منیزیم تجزیه پذیر) بر بافتهای اطراف تأثیر میگذارند و نیاز به پشتیبانی طولانیمدت پیگیری- دادهها دارد.
چالشهای کنترل هزینه: پودرهای فلزی تخصصی (مانند Ti6Al4V) میتوانند 2000 یوان/کیلوگرم هزینه داشته باشند و هزینههای نگهداری تجهیزات بیش از 500000 یوان در سال است. این سناریو منجر به هزینه یک فرآیند چاپ منفرد سه تا پنج برابر بیشتر از روش های استاندارد می شود.
3. محدودیت های بازار و صنعتی: عدم تطابق در اکولوژی بین تقاضا و عرضه
عدم بلوغ زنجیره صنعتی برای تشویق پرینت سه بعدی فلزی در بخش پزشکی مشکل ایجاد می کند:
نرخ نفوذ تجهیزات پایین: معمولاً بیش از سه میلیون یوان، پرینترهای سه بعدی فلزی صنعتی-عمدتاً در بیمارستانهای درجه سوم و تأسیسات تحقیقات علمی بزرگ یافت میشوند که برای مؤسسات پزشکی مردمی دور از دسترس هستند.
عدم استانداردسازی مواد: بازار پودر فلز داخلی پدیده "پراکندگی، بی نظمی و کوچکی" را نشان می دهد و شاخص های مهمی مانند توزیع اندازه ذرات و غلظت اکسیژن فاقد هنجارهای یکنواخت است که بر پایداری چاپ تأثیر می گذارد.
همکاری زنجیرهای صنعتی کافی نیست: تیمهای پزشکی برای تکمیل پردازش دادهها به مهندسان خارجی وابسته هستند و در نتیجه هزینههای ارتباطی قابل توجهی را ایجاد میکنند. کل فرآیند خدمات از طراحی اسکنر تا پردازش پست{0}}چاپ هنوز یک حلقه بسته تشکیل نشده است.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-3d-printing-prototype-modeling.html