多倫多Sunnybrook研究所（SRI）的先進機加工車間（AMS）為外科醫(yī)生生產(chǎn)鈦合金醫(yī)療零件和產(chǎn)品。
“這是一個有趣的任務，因為當你用水刀切割鈦金屬時，它看起來就像煙花一樣，因為切割時會有火花飛出來。這是我們遇到的唯一一種在我們用水刀切割時產(chǎn)生火花的材料，“AMS經(jīng)理Michael Pozzobon解釋道。
完成后，將鈦網(wǎng)植入物移交給要求它們最終用于重建手術的醫(yī)生。
在2,000平方英尺的工作車間里。AMS有一臺工業(yè)3D打印機，CNC車床和CNC銑床。
用于面部網(wǎng)狀植入物鈦合金材料的選擇并非偶然。多倫多大學生物材料與生物醫(yī)學工程研究所和牙科學院教授John E. Davies博士說，鈦是加拿大最受歡迎的醫(yī)療和牙科植入材料。
“在牙科方面，商業(yè)純鈦，四級[CP Ti]是最常見的材料。還有用于[醫(yī)療植入物]的鈦合金。從歷史上看，它一直是鈦64合金。這是整形外科領域的首選材料。還有其他鈦合金更深奧，并沒有在很大程度上商業(yè)化。但商業(yè)純鈦和鈦64合金是最突出的，“戴維斯說。
Ti6Al4V（戴維斯所指的鈦合金的官方成分）含有6％的鋁和4％的釩。它通常用于替代膝關節(jié)和髖關節(jié)以及骨螺釘。
Precision ADM（PADM）是一家位于溫尼伯的公司，生產(chǎn)航空航天和醫(yī)療零件，是Ti64ELI的一部分。這種鈦合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性和機械性能，并且具有生物相容性，使植入后更容易被人體接受。
幾年前，PADM使用傳統(tǒng)和金屬添加劑制造方法的組合成功設計和制造了鈦制臀杯。
鈦髖杯是使用傳統(tǒng)和金屬添加劑制造方法的組合制造的。照片由Precision ADM提供。
“目前的客戶項目包括脊柱融合器，脛骨托，不銹鋼器械和鈦醫(yī)用螺釘，”PADM銷售和營銷總監(jiān)Derek VanDenDriessche說。脛骨托是全膝關節(jié)置換術的一部分，通常由鈦制成。
PADM用于醫(yī)療產(chǎn)品的其他材料是鈷鉻合金和316L不銹鋼。在增材制造和傳統(tǒng)制造之間的生產(chǎn)分為60/40，這是使用四臺可以3D打印金屬零件的EOS M 290機器完成的。
那么，為什么鈦是醫(yī)療和牙科植入物的流行材料呢？
“答案其實很簡單。鈦是一種吸氧劑，它在其表面自發(fā)形成保護性氧化層，這使得散裝材料比裸金屬更耐腐蝕，“戴維斯說。
他指出，人體的平均內(nèi)部溫度為37攝氏度，與海水類似，因為它含有各種潛在的腐蝕性元素。
“當金屬被放入人體內(nèi)時，它們能夠抵抗這種相當惡劣的環(huán)境，這一點非常重要，”他補充道。
根據(jù)英國皇家學會界面雜志的研究論文“骨科生物材料”，除了具有高度抗腐蝕性外，鈦及其合金能夠與骨骼緊密結(jié)合。該特性顯著改善了植入裝置的長期性能，降低了松動和失效的風險。
