Les traitements traditionnels des défauts osseux tels que les implants en titane et les greffes osseuses autologues ont des limites dans le traitement des gros défauts osseux, qui laissent le tissu osseux environnant vulnérable aux dommages. Pour résoudre ces problèmes, le projet BioStruct travaille sur un implant biorésorbable pour une approche de cicatrisation plus respectueuse de l'os.
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△ L'alliage zinc-magnésium imprimé en 3D développé par l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle en Allemagne, le modèle de mandibule en PLA est combiné avec l'implant correspondant aux défauts en ZnMg
Le 20 mars 2023, Antarctic Bear a appris que dans le cadre du projet BioStruct, l'Université RWTH Aachen en Allemagne étudiait une nouvelle combinaison d'alliage zinc-magnésium pour la structure en treillis. Ils pensent que la fusion sur lit de poudre par faisceau laser (PBF-LB) est le seul procédé capable de produire de telles structures.
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△ Structure en treillis en alliage zinc-magnésium fabriqué à l'aide de la technologie PBF-LB, avec un diamètre de colonne de 200 μm
La fusion laser sur lit de poudre, nouvel espoir pour les implants sur-mesure ?
La fusion sur lit de poudre par faisceau laser ouvre de nouvelles options de conception pour les implants qui peuvent répondre aux besoins spécifiques des patients, tels que les contraintes mécaniques et le comportement à la corrosion sur le site d'application. En utilisant une approche de conception de structure en treillis, la géométrie et l'agencement des cellules en treillis sont créés de manière paramétrique selon les exigences spécifiées. La structure en treillis résultante est adaptée à l'emplacement du défaut osseux et est prête pour la production à l'aide de la technique PBF-LB.
Dans l'étude, les scientifiques ont obtenu un raffinement du grain et un ajustement microstructural ciblé en ajoutant une petite quantité de magnésium au zinc. Ils ont fabriqué la première structure en treillis à l'aide d'un alliage zinc-magnésium, qui s'est avéré efficace et reproductible en tant qu'implant maxillaire. La structure en treillis utilisée dans le démonstrateur a un diamètre de pilier de 200 μm.
Les résultats de recherche du projet BioStruct seront appliqués à la production d'implants, conçus sur la base des connaissances acquises lors de la production et de la biocompatibilité des implants en alliage zinc-magnésium. De plus, le processus de conception sera également optimisé et automatisé.
On peut résumer que l'équipe de l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle en Allemagne crée une base de données spécifique aux matériaux et au post-traitement, ainsi qu'une base de données spécifique aux applications, pour intégrer automatiquement les besoins liés aux patients et à la production dans le processus de conception. L'objectif principal du projet est de produire des implants biorésorbables sur mesure qui répondent aux besoins spécifiques des patients et permettent l'utilisation de traitements plus doux.
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△ Des chercheurs de Delft utilisent du fer poreux pour imprimer en 3D des implants osseux biodégradables
Progrès dans les implants osseux grâce à l'impression 3D
En utilisant l'impression 3D par extrusion, les ingénieurs de l'Université de technologie de Delft ont créé des implants biodégradables en fer poreux avec un grand potentiel pour remplacer l'os. Ces implants temporaires peuvent être absorbés par le corps, aident à réduire le risque d'inflammation à long terme et permettent la conception et la fabrication de structures poreuses qui traitent les défauts osseux critiques.
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△Les scientifiques ont découvert comment utiliser des imprimantes 3D et des matériaux de type gel contenant des cellules vivantes pour imprimer des structures osseuses
Dans le même temps, des chercheurs de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en Australie ont créé une nouvelle technologie capable d'imprimer en 3D des structures osseuses composées de cellules vivantes, avec des applications potentielles dans l'ingénierie des tissus osseux, la modélisation des maladies et le dépistage des médicaments. La technologie utilise des encres à base de céramique qui peuvent être extrudées directement dans les zones affectées pour faciliter la reconstruction in situ des défauts cartilagineux et osseux. La découverte, réalisée en collaboration avec le professeur agrégé Kristopher Kilian et le Dr Iman Roohani de l'École de chimie de l'UNSW, permet l'impression de «squelettes» remplis de cellules à température ambiante.
