วัสดุที่ใช้บ่อยที่สุดในการพิมพ์โลหะ 3 มิติคือโลหะผสมไทเทเนียม-โดยเฉพาะ Ti6Al4V ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงจำเพาะที่โดดเด่น ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่ง และคุณภาพน้ำหนักเบามีอยู่มากมายที่นี่ ในระหว่างขั้นตอนการพิมพ์ 3D โลหะผสมไททาเนียมจะแสดงข้อบกพร่องจากการหลอมรวมน้อยลง ซึ่งสามารถสร้างเม็ดขัดเงาพร้อมคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยมได้ อย่างไรก็ตาม โลหะผสมไทเทเนียมก็มีปัญหาในการป้องกันความเครียดเช่นกัน โมดูลัสยืดหยุ่นของพวกมันนั้นสูงกว่ากระดูกมนุษย์มาก ซึ่งอาจทำให้เกิดความเครียดที่ไม่เพียงพอต่อกระดูกและทำให้สภาพของกระดูกแย่ลง นักวิจัยกำลังมองหาวัสดุโลหะผสมใหม่ๆ และแนวคิดการออกแบบที่สร้างสรรค์ เช่น โลหะผสม Ti-Ta และ Ti-Nb ซึ่งมีโมดูลัสยืดหยุ่นที่ต่ำกว่าสามารถจับคู่กับความแข็งแกร่งของกระดูกได้ดีกว่า ดังนั้น จึงลดผลกระทบของการป้องกันความเครียด นอกจากนี้ ความแข็งของรากเทียมยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้อีกโดยการใช้โครงสร้างไทเทเนียมที่มีรูพรุน และวิธีการผลิต เช่น การหลอมด้วยผงเลเซอร์ (PBF-LB) ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการพัฒนาเนื้อเยื่อกระดูกและการเสริมสร้างพันธะกระดูกให้แข็งแรงขึ้น
เนื่องจากทนทานต่อการสึกหรอและความแข็งได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่มี-แรงเสียดทานและความเครียดสูง- โคบอลต์-โลหะผสมโครเมียม-โดยเฉพาะอย่างยิ่งโคบอลต์-โลหะผสมโครเมียม-โมลิบดีนัม-จึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการปลูกถ่ายฟัน ข้อต่อเทียม และส่วนอื่นๆ ความสำเร็จของโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมนั้นพบได้จากส่วนผสมพิเศษของส่วนประกอบ โดยที่โครเมียมจะสร้างฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของโลหะผสม ดังนั้นจึงป้องกันการกัดกร่อนของของเหลวภายในของการปลูกถ่าย แม้ว่าโลหะผสม CoCr ส่วนใหญ่จะมี Ni ที่สามารถกระตุ้นให้เกิดอาการแพ้ได้ แต่โมดูลัสยืดหยุ่นที่ดีของโลหะผสมโคบอลต์โครเมียมก็อาจส่งผลให้เกิดการป้องกันความเครียดได้เช่นกัน วิศวกรกำลังแก้ไขปัญหาเหล่านี้ด้วยการออกแบบที่สร้างสรรค์ ซึ่งรวมถึงโครงสร้างที่มีรูพรุนตามการใช้งานซึ่งมีขนาดรูพรุนและความหนาแน่นที่แตกต่างกัน เพื่อช่วยในการส่งผ่านแรงกดอย่างเท่าเทียมกัน ลดภาระของกระดูก และลดผลกระทบจากการป้องกันความเครียดให้เหลือน้อยที่สุด ในเวลาเดียวกัน วิธีการเคลือบพื้นผิวและการบำบัดจะช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ทางชีวภาพของพื้นผิวโลหะ ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการรวมตัวของกระดูกและปรับปรุงประสิทธิภาพและ-ประสิทธิผลในระยะยาวของการปลูกถ่าย
ส่วนใหญ่ใช้ในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสำหรับการผลิตแผ่นกระดูกและเครื่องมือผ่าตัด เหล็กกล้าไร้สนิมมีความแข็งแรงเชิงกลที่โดดเด่นและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมไทเทเนียม วัสดุสแตนเลสให้ความเรียบของพื้นผิวที่ดีกว่า เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เหมาะสม ความต้านทานแรงดึงสูงและโมดูลัสยืดหยุ่น ต้นทุนการผลิตราคาถูก การใช้งาน ความเหนียว และการนำความร้อนที่เพิ่มขึ้น แต่การย่อยสลายในระยะยาว-และการปล่อยองค์ประกอบของโลหะผสมอาจทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมเกิดปฏิกิริยาการอักเสบได้ การปล่อย Fe อาจส่งผลเสียต่อเซลล์ สำหรับการปลูกถ่ายระยะสั้น- สกรู และอุปกรณ์ผ่าตัด โดยทั่วไปจะใช้สแตนเลส
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่ง ความแข็งแรงที่ดีเยี่ยม และโมดูลัสยืดหยุ่น เป็นตัวกำหนดโลหะผสมแทนทาลัม อย่างไรก็ตาม โลหะผสมแทนทาลัมทำให้เกิดปัญหาบางประการในการผลิตแบบเติมเนื้อ ซึ่งรวมถึงต้นทุนและความหนาแน่นสูง ตลอดจนปัญหาการป้องกันความเครียด-ซึ่งก็คือโมดูลัสความยืดหยุ่นที่สูงกว่า Ti โดยทั่วไปแล้วโลหะผสมแทนทาลัมมีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานเป็นส่วนประกอบของรากฟันเทียมขนาดเล็ก วัสดุปลูกถ่ายที่มีรูพรุน และสารเคลือบของรากฟันเทียมที่ช่วยปรับปรุงลักษณะการรวมตัวของกระดูก ในทางคลินิก ขั้นตอนสำหรับหลอดเลือดดำขอดที่แขนขา รวมถึงหลอดเลือดดำโป่งขดที่สะโพกและกระดูกสันหลัง ใช้โลหะแทนทาลัมที่มีรูพรุนพิมพ์แบบ 3 มิติ- และแสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่ดี การพิมพ์ 3 มิติของโลหะแทนทาลัมที่มีรูพรุนไม่เพียงแต่ช่วยออกแบบและผลิตโครงสร้างกระดูก trabecular แบบชีวเลียนแบบเท่านั้น แต่ยังมีการยึดเกาะของเซลล์ที่ดีและความเข้ากันได้ทางชีวภาพอีกด้วย โมดูลัสยืดหยุ่นและความแข็งแรงของวัสดุนี้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นในขณะเดียวกัน ข้อมูลการศึกษาทางคลินิกระบุว่าผลกระทบในการฟื้นฟูสมรรถภาพหลังการผ่าตัดเป็นสิ่งที่ดี และโลหะแทนทาลัมที่มีรูพรุนที่พิมพ์แบบ 3 มิติ-อาจเกาะติดกับกระดูกอย่างแน่นหนา
เนื่องจากความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรง-ต่อ-อัตราส่วนน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม และโมดูลัสของ Young เช่น กระดูก แมกนีเซียมอัลลอยด์จึงดึงดูดความสนใจอย่างมากในด้านชีววิทยา คุณสมบัติการย่อยสลายในร่างกายของแมกนีเซียมอัลลอยด์ทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับโลหะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จึงเป็นการเปิดขอบเขตใหม่สำหรับการใช้การปลูกถ่ายกระดูก อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติการย่อยสลายอย่างรวดเร็วของโลหะผสมแมกนีเซียม ในร่างกาย ทำให้เกิดปัญหาเช่นกัน ดังนั้นนักวิจัยจึงมองหาวิธีที่จะชะลออัตราการแตกตัวเพื่อรับประกันการดูดซึมทั้งหมดและให้การสนับสนุนที่จำเป็น
ภายในสาขาศัลยกรรมกระดูก ความทนทานในระยะยาว-ของการปลูกถ่ายและผลการฟื้นฟูผู้ป่วยขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุการพิมพ์ 3 มิติที่เป็นโลหะโดยตรง ตัวอย่างเช่น เนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยมและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ โลหะผสมไททาเนียมและโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตการปลูกถ่ายกระดูกเทียม รวมถึงข้อต่อเทียมและแผ่นกระดูก อย่างไรก็ตาม ปัญหาการป้องกันความเครียดอาจทำให้คุณภาพของกระดูกลดลง ซึ่งจะทำให้รากฟันเทียมล้มเหลวและการคลายตัว การป้องกันความเครียดสามารถลดลงได้ สนับสนุนการรวมกระดูก และปลูกถ่ายความมั่นคงในระยะยาว- ซึ่งได้รับการปรับปรุงโดยใช้สถาปัตยกรรมที่มีรูพรุนและวัสดุโลหะผสมแบบใหม่ นอกจากนี้ ยังช่วยลดเวลาการฟื้นตัวของผู้ป่วย วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพสูงยังช่วยลดการตอบสนองการอักเสบรอบๆ รากฟันเทียม ส่งเสริมการรักษาและการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ และทำให้ใช้งานง่ายขึ้น
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพและคุณลักษณะเชิงกลที่ดีเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับรากฟันเทียมเพื่อรับประกันความมั่นคงในระยะยาว-ในสภาพแวดล้อมในช่องปาก วัสดุทั่วไปที่ใช้ในการปลูกรากฟันเทียม ได้แก่ ไททาเนียมอัลลอยด์และโคบอลต์โครเมียมอัลลอยด์ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้สามารถสร้างพันธะที่แข็งแกร่งกับเนื้อเยื่อรอบ ๆ ได้ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการหลวมและการหลุดของรากฟันเทียม ในเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถปรับแต่งรากฟันเทียมเฉพาะบุคคลตามสภาพช่องปากของผู้ป่วย ซึ่งช่วยเพิ่มความสะดวกสบายของผู้ป่วยและเพิ่มอัตราความสำเร็จในการปลูกรากฟันเทียม นอกจากนี้ การใช้วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีสามารถรักษาสุขภาพช่องปากของผู้ป่วยและลดอุบัติการณ์ของการอักเสบในช่องปากได้
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและความต้านทานการกัดกร่อนเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการปลูกถ่ายหัวใจและหลอดเลือด รวมถึงการใส่ขดลวดหัวใจและขดลวดหลอดเลือด เพื่อรับประกันประสิทธิภาพ-ในระยะยาวในร่างกาย เอฟเฟกต์การจดจำรูปร่างที่ยอดเยี่ยมและความเข้ากันได้ทางชีวภาพของโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างนิกเกิล-ไทเทเนียม ทำให้เป็นที่ต้องการอย่างมากในการผลิตการปลูกถ่ายหัวใจและหลอดเลือด อย่างไรก็ตาม การนำไอออนนิกเกิลเข้าสู่สิ่งแวดล้อมของมนุษย์อาจทำให้เกิดคำถามบางประการได้ ด้วยการพิมพ์ 3 มิติและการเคลือบคอมโพสิตพื้นผิว การเตรียมโลหะผสมนิกเกิลไททาเนียมที่มีรูพรุนสามารถช่วยลดการปล่อยไอออนนิกเกิลและเพิ่มความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุ นอกจากนี้ การเพิ่มคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยคือการลดการสร้างลิ่มเลือดและการตีบของหลอดเลือดซึ่งเป็นไปได้โดยการปลูกถ่ายหัวใจและหลอดเลือดที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ-
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html