骨科领域 23 级钛 (Ti6Al4V ELI)
高纯钛粉可实现脊柱和髋关节植入物的完美骨整合。
1。简介：身体不排斥的金属
当涉及到髋关节、脊柱笼或颅骨板时，人体只接受绝对最好的。行业标准钛（Ti6Al4V Grade 5）已经非常出色，但在骨科医疗技术中，使用的是其更纯净的形式：Titanium Grade 23，也称为 Ti6Al4V ELI（超低间隙钛）。
23 级金属 3D 打印（特别是 PBF-LB 和 EBM）彻底改变了患者专用植入物的制造。
“ELI”（超低插页式广告）是什么意思？
间隙元素是潜入钛晶格空间（间隙）的微小原子（例如氧、氮、碳和铁）。虽然它们使标准钛变得更硬，但也使其更脆。使用 23 级钛 (ELI)，粉末中这些外来原子（尤其是氧）的比例保持极低。其结果是一种具有极高断裂韧性、耐损伤性和高度生物相容性的材料。
2。骨整合：当骨骼和金属融合时
传统 CNC 铣削植入物的最大问题是其光滑的表面。骨头与它们的粘附力很差，从长远来看，这会导致种植体松动（无菌性松动）。
通过使用 Ti6Al4V ELI 进行 3D 打印，可以构建植入物，使其表面由高度复杂的开孔晶格结构（小梁晶格）组成。这些结构完美地模仿了人体骨骼（松质骨）的海绵结构。骨头不会将植入物识别为异物，而是会物理地生长到打印的钛网格中，这一过程称为骨整合。植入物和人合二为一。
3。解决应力屏蔽问题
骨骼需要压力才能保持健康（沃尔夫定律）。当您将坚固的 CNC 加工钛植入物放入腿部时，钛比周围的骨骼坚硬得多（弹性模量更高）。钛承担了全部负载，骨骼变得失业并退化（应力屏蔽）。
利用 3D 打印和 Ti6Al4V ELI，工程师可以调整晶格结构的密度，使植入物具有与患者骨骼完全相同的机械刚度。负载得到公平分担，骨骼得以保留。
4。严格的粉末处理规范（MDR / FDA）
钛具有极强的反应性（与氧有亲和力）。 3D打印机中的每一个熔化过程和粉末回收中的每一个筛分过程都存在钛从空气中吸收氧气的风险。
如果极纯的 Ti6Al4V ELI 粉末（23 级）吸收过多的氧气，它会超出允许的限度并变成普通的 5 级钛，或者变得非常脆而无法使用。因此，医疗技术当局（美国FDA、欧洲MDR）要求有关安装空间内氧气水平的完整协议，并且通常严格限制钛粉可以重复使用（重复使用）的频率。
5。结论：为生活量身定制
3D打印中的Ti6Al4V ELI是医疗材料科学的完美体现。 ELI 材料的卓越延展性与 PBF 工艺（用于创建骨内生长结构）的几何自由度相结合，现在可以对骨癌或创伤患者进行手术和重建，这在 15 年前被认为是纯粹的科幻小说。