Additívan gyártott strukturált felülettel rendelkező próbatestek csontosodási képességének in vitro vizsgálata
Napjainkban az orvostudományban elterjedt csontrögzítésre/csonthelyettesítésre szolgáló implantátumok (fogimplantátumok, gerinccsavarok, koponyaimplantátumok stb.) több lépéses gyártástechnológián mennek keresztül, míg elérnek abba az állapotba, hogy beültethetök legyenek az élő szervezetbe. Az implantátumok felületi morfológiájának előállítására az évek során különböző módszerek alakultak ki, ilyen például a homokszórás, kémiai maratás, anodizálás vagy elektropolírozás. Az említett felületkezelési módszerekkel olyan felületi morfológia állítható elő, amely az osszeointegráció szempontjából kedvező. Ezen felületek előállítása hagyományos, egylépéses szubtraktív gyártástechnológiával lehetetlen. Gondot okoz a felületi egyenlőtlenség betartása, illetve a természet által diktált szabálytalan bonyolult alakzatok létrehozásához szükséges gépi térbeli pályavonalak programozása.
A technológia fejlődésének köszönhetően az additív gyártással (3D nyomtatás) olyan szerkezeteket hozhatunk létre, melynek geometriája nem korlátozott a gyárthatóság szempontjából. A dolgozatban a természet által diktált strukturált felületi geometriát közelítettem CAD szoftverek segítségével oly módon, hogy az osszeointegráció szempontjából kedvező és additívan optimálisan gyártható legyen.
Első sorban titán alapanyagú korongok készültek, amelyek felületei hasonlítanak a hagyományos felületkezelési módszerekkel előállítottakéhoz, csak geometriai szabályszerűséggel kiegészítve. A 3D nyomtatott titán korongokra és az etalonként szolgáló, hagyományos gyártástechnológiával készült titán esztergált felületű korongra vérkoncentrátumos oldat került. A véralvadás függvényében mechanikai vizsgálatok elvégzése során kerültek elemzésre az adott felületi struktúrák sajátosságai. Következtetésként levonható, hogy idő és költséghatékonyan lehet osszeointegráció szempontjából kedvező, egyedi felületi kialakítással bíró implantátumokat létrehozni additív gyártással.
A dolgozat számos további lehetőséget foglal magába. ilyen például az additívan gyártott implantátumok in vivo viselkedésének vizsgálatának előkészítése.
szerzők
-
Csongvay Péter
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Bojtos Bálint
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Pammer Dávid
Tanársegéd, Anyagtudomány és Technológia Tanszék