Biocompatibel 3D-afdrukken Overzicht

Biocompatibel 3D-printen maakt gebruik van biocompatibele materialen of biomaterialen, dit zijn natuurlijke of synthetische materialen die in nauw contact met levend weefsel kunnen functioneren of zelfs een deel van een levend systeem kunnen vervangen. Biocompatibele materialen zijn ontworpen om te communiceren met biologisch actieve systemen voor het evalueren, behandelen, verbeteren of vervangen van elk weefsel, orgaan of functie van het lichaam.

Biomaterialen worden bijvoorbeeld gebruikt voor gewrichten, hechtingen, botplaten en medische apparaten zoals kunstgebitten, gehoorapparaten, pacemakers, enz. Een biomateriaal dat wordt gebruikt bij het maken van implantaten moet enkele belangrijke gewenste eigenschappen bevatten voor langdurig gebruik in het lichaam zonder zelf afgewezen te worden.

Materiële voorschriften

ISO 10993 (de internationale norm voor het testen van apparaten) geeft richtlijnen over hoe biocompatibele materialen kunnen worden gebruikt en getest als onderdeel van een bredere strategie voor risicobeheer en risicovermindering. Deze tests zorgen er bijvoorbeeld voor dat de materialen niet giftig zijn of dat ze geen huidirritatie veroorzaken. Hier vindt u gedetailleerde richtlijnen over ISO 10993-voorschriften.

3D-printen van biocompatibele materialen

De meeste 3D-printtechnologieën kunnen biocompatibele kunststoffen, elastomeren en metalen effectief gebruiken voor prototypes en functionele onderdelen. In vergelijking met andere productietechnologieën biedt 3D-printen van biocompatibele materialen betere mogelijkheden op het gebied van complexiteit en maatwerk, wat erg belangrijk is voor de medische industrie. Een hoortoestel dat algemeen op de markt verkrijgbaar is, past bijvoorbeeld mogelijk niet comfortabel in een bepaald oor. In dergelijke gevallen is het tegenwoordig haalbaar om deze op maat af te drukken volgens de afmetingen van het oor.

Biocompatibele opties voor 3D-printmateriaal beschikbaar bij Xometry

Polyamide 12 (Nylon PA)

Dit is een zeer veelzijdig lichtgewicht, corrosiebestendig en chemisch bestendig materiaal. Het is ook taai en flexibel met hoge trek- en slagsterkten. Nylon PA12 kan worden gesteriliseerd met behulp van ethyleenoxide, chemicaliën, gammastraling, gasplasma en stoomautoclaaf. Het wordt afgedrukt met behulp van MJF, SLS en FDM 3D-printen. Als materiaal van medische kwaliteit is Nylon PA-12 een ISO-10993 gecertificeerd en getest USP klasse I-IV. Het wordt vaak gebruikt in protheses en intramedullaire staven.

Siliconen (Sil 30)

Silicone 30 is een hittebestendig, scheurvast en zeer flexibel biocompatibel elastomeer. Het wordt vaak gebruikt bij de vervaardiging van wearables met huidcontact, zoals ademhalingsmaskers. Het voldoet aan ISO 10993-5 en 10993-10. Siliconen kunnen worden geprint met behulp van Carbon DLS 3D-printen.

CE 221

Cyanate Ester (CE 221) staat bekend om zijn stijfheid, hoge temperatuur en chemische weerstand. Het is getest in overeenstemming met ISO 10993-5 en is biocompatibel. Het wordt gesteriliseerd met stoomautoclaaf, ethyleenoxide (EtO), gammastraling en elektronenstraal. Ze kunnen worden gebruikt bij het maken van b.v. katheters en spuiten.

EPX 82

Epoxy 82 is biocompatibel en heeft een goede chemische, thermische en UV-stabiliteit - waardoor het een divers en veelzijdig materiaal is voor een breed scala aan toepassingen. De impact- en hittebestendigheid zorgt ook voor duurzaamheid bij temperatuurwisselingen, waardoor het geschikt is voor continu gebruik tussen verschillende temperaturen. De hoge resolutie maakt ook nauwkeurige en nauwkeurige ontwerpen mogelijk. Het is getest op toxiciteit en irritatie volgens ISO 10993-5 en -10 en is gesteriliseerd met stoomautoclaaf, ethyleenoxide (EtO), gammastraling, elektronenstraal. Het wordt geprint met behulp van Carbon DLS 3D-printen.

RPU 70

Stijf polyurethaan 70 is een materiaal met een hoge sterkte, functionele taaiheid en hoge ductiliteit. Het kan 3D-geprint worden met Carbon DLS 3D-printen, het voldoet aan ISO 10993-5 en 10993-10 en is biocompatibel. Het wordt gesteriliseerd met behulp van stoomautoclaaf, ethyleenoxide (EtO), gammastraling, elektronenstraal.

FPU 50

FPU 50 is een semi-rigide materiaal met ingebouwde elasticiteit waardoor het bestand is tegen slijtage, vermoeidheid en impact. FPU 50 is biocompatibel en voldoet aan de eisen voor biocompatibiliteit volgens ISO 10993-5. Het kan worden gesteriliseerd met ethyleenoxide (EtO), gammastraling, elektronenstraal en is compatibel met medisch gebruik. Het wordt geprint met behulp van Carbon DLS 3D-printen.

Echte siliconen

True Silicone is het enige 100% pure siliconenmateriaal dat beschikbaar is voor 3D-printen. Hiermee kunt u hoogwaardige biocompatibele 3D-prints produceren in 4 verschillende Shore-hardheidsopties (A20, A35, A50, A60). True Silicone voldoet aan de ISO 10993-normen. Het materiaal wordt nu op grote schaal gebruikt op het gebied van industriële, persoonlijke en medische producten. Dit materiaal kan worden geprint met Stereolithografie (SLA).

ABS M30i

ABS M30i is een andere veelgebruikte thermoplast in de medische industrie. Behalve dat het biocompatibel is, is het ook steriliseerbaar met gammastraling, ethyleenoxide en gasplasma. ISO gecertificeerd en USP klasse I – IV, dit materiaal wordt vaak gebruikt om medische apparatuur en gedetailleerde anatomische modellen te produceren. Het kan ook worden gebruikt voor protheses. ABS M30i is taai en heeft een hoge trek- en slagvastheid. Het wordt afgedrukt met FDM.

PC ISO

Dit materiaal wordt vaak gebruikt om mallen, prototypes en aangepaste chirurgische handleidingen te maken. Hoewel PC ISO een mindere kwaliteit afwerking heeft dan Nylon PA12, is het sterk en hittebestendig met een hoge treksterkte. PC ISO is ook biocompatibel, zij het op korte termijn, en kan worden gesteriliseerd door gammastraling en ethyleenoxide. PC ISO wordt afgedrukt via FDM.

Polyetherimide (ULTEM 1010)

In vergelijking met andere FDM-thermoplasten is ULTEM 1010 een van de sterkste en meest resistente tegen hitte en chemicaliën. Het is ook zeer biocompatibel en kan worden gesteriliseerd met gammastraling, ethyleenoxide, gasplasma en stoomautoclaaf. ULTEM 1010 wordt gebruikt om chirurgische handleidingen, prototypes en protheses af te drukken.

Roestvrij staal (17-4PH)

Roestvrij staal is een zeer sterk metaal dat biocompatibel is en op verschillende manieren kan worden gesteriliseerd. De corrosieweerstand is echter van korte duur, waardoor het minder de voorkeur verdient dan titanium en kobaltchroom, vooral voor implantaten. Dit materiaal is ideaal voor chirurgische instrumenten en tijdelijke implantaten. Het kan worden afgedrukt met behulp van directe metaallaser-sintertechnologie (DMLS).

Conclusie

Additieve productie in combinatie met biocompatibele materialen biedt geweldige mogelijkheden voor de productie van medische apparaten, implantaten en persoonlijke wearables. Met behulp van de on-demand 3D-printservices van Xometry kunt u binnen maximaal 3 dagen de vereiste hoeveelheid biocompatibele 3D-prints krijgen. Upload gewoon uw CAD-modellen en kies de gewenste productie-opties.

Lees meer over het gebruik van 3D-printen in de medische industrie in onze infographic.