雷尼绍助力简化医疗脊柱植入体增材制造工艺：jbo竞博

本文摘要：2019年10月南极熊得知，最近雷尼绍合力两大创意技术公司力证，对于生产质量轻盈、相似人体骨骼机械特性的脊柱植入体，金属增材生产(AM)技术手到擒来。

2019年10月南极熊得知，最近雷尼绍合力两大创意技术公司力证，对于生产质量轻盈、相似人体骨骼机械特性的脊柱植入体，金属增材生产(AM)技术手到擒来。在该项目中，爱尔兰的一家生产工艺研究的组织—IrishManufacturingResearch(IMR)公司—设计并生产了一系列具备代表性的脊柱植入体。

IMR公司首先用于nTopology公司的软件设计植入体，然后在雷尼绍RenAM500M金属增材生产系统上生产该植入体。背景IMR公司的总部坐落于都柏林，其宗旨是为爱尔兰众多生产企业获取全方位反对，协助它们应付正在来临的数字生产时代。医疗产品制造业是爱尔兰的支柱产业，IMR公司仍然在与众多合作伙伴研究如何应用于3D打印机医疗产品。

nTopology公司是一家行业领先的创成式设计公司，总部坐落于美国纽约。nTopology针对先进设备生产工艺研发了一款新一代设计工程软件。利用这款nTopology原创软件可以分解以性能为导向的简单设计，以充分发挥增材生产工艺的优势。

利用nTopology的软件分解先进设备的设计只需短短几分钟。用户可以通过nTopology软件平台提供工程设计流程、生产工艺和专业知识，然后根据其明确拒绝创立自定义工作流程，脊柱植入体用作为患有退行性椎间盘疾病、椎间盘引人注目症、腰椎滑脱、椎管狭小、骨质疏松症等多种疾病的患者完全恢复椎间盘高度。网状结构可以减少植入体的表面面积，增进成骨细胞迁入到植入体中，并且需要优化多孔体的机械特性以符合所需的阻抗条件。但是传统的生产工艺无法生产具备网状结构的脊柱植入体。

IMR公司找到金属增材生产工艺合适生产网状结构，有助优化骨统合。但是必需再行确认合适的设计软件和增材生产机器。

“增材生产技术的硬件能力发展很快，现在早已追赶了传统设计工具一大截，”nTopology的业务研发与合作关系总监DuannScott说明道，“几年前，市场上没任何软件需要设计用作增材生产的简单几何形状，于是我们射击这一市场空白，在2015年正式成立了nTopology公司。”Scott之后说：“要顺利完成从设计到生产的原始增材生产流程，硬件和设计软件必需有效地协作。

在生产脊柱植入体时，将设计文件从软件上简单地传输到增材生产机器上尤为重要，因为任何多余的中间环节和格式切换皆有可能造成经常出现错误和误差。”解决方案雷尼绍、IMR公司、nTopology公司三方精诚合作，使用增材生产技术生产具备网状结构的颈椎植入体。该项目生产的植入体称作颈椎前路椎间盘器械(ACID)。首先，IMR公司明确提出了一个设计项目，研究如何利用增材生产技术协助提高患者结局。

然后，用于nTopology公司获取的设计软件为脊柱植入体设计简单的网状结构。最后，用于雷尼绍RenAM500M增材生产系统生产植入体。IMR公司通过普遍研究确认了特定病例最合适的植入体尺寸以及在日常生活中，甚至跳跃或冲刺等剧烈运动时，植入体必需忍受的阻抗条件。

此外还收集了必须拒绝接受脊柱植入体的患者的未知骨质特性。之后，三家公司合力设计了植入体的机械特性，也就是网状结构各个单元格的几何特征的函数，以尽量相似人体骨骼的机械特性，优化多孔网状结构，从而提高骨统合。

植入体的设计参数确认之后，IMR公司用于nTopPlatform软件分解了设计文件。然后，nTopology公司与雷尼绍密切合作，构建软件与硬件相互相容，从而将设计文件从nTopPlatform上无缝传输到RenAM500M上。

最后，IMR公司在RenAM500M上利用Ti6Al-4VELI钛合金（等级23）生产出有植入体原型。随后，IMR公司通过一系列测试证明了该植入体符合美国食品及药物管理局(FDA)规定的标准规格中的所有关键拒绝。

首先测试了植入体的化学特性，保证其合乎《ASTMF136外科植入体用等级23切削钛合金的标准规格》以及《ASTMF3302通过粉末床熔融增材生产钛合金的标准规格》。然后根据ISO13314测试了多孔结构的机械特性—ISO13314是一种测试方法，用作确认多孔金属材料的传输性能和过热模式。最后通过ASTM1104和ASTM1147标准测试方法证明多孔结构会从植入体本体上挤压。

IMR公司的高级研究工程师SeanMcConnell说明道：“为了展开概念检验测试，我们在RenAM500M的加工架上上生产了一批参考五品，并对这些参考五品展开了破坏性测试，以确认植入体的化学、冶金和机械特性。”结果概念检验测试的结果表明：传统生产工艺无法生产的脊柱植入体特性可以利用增材生产技术构建。植入体原型和成品植入体皆在RenAM500M上做成，因此需要在有所不同的机器之间传输加工程序。

修改的制程可协助医疗产品制造商大幅度节省成本和时间。McConnell先生说明说道：“两年前，IMR还没增材生产部门。

雷尼绍在脊柱植入体研发项目以及其他项目中给与我们大力支持，协助我们的技术人员熟练掌握涉及技能，令其我们公司在增材生产领域夺得一席之地。”他补足道：“如今，我们需要将雷尼绍传授给我们的增材生产专业知识获取给我们的客户。我们的许多合作伙伴之前都因为缺少增材生产专业知识而对增材生产望而生畏，而现在却正在用于增材生产设备夺得竞争优势。

McConnell先生之后说：“雷尼绍不辞辛劳地与我们一起改良脊柱植入体的增材生产工艺。在双方的共同努力下，我们通过一系列测试确认了一套合适的产品参数设置，从而将构建植入体关键特征所需的后处理量减少了九成。”雷尼绍医疗和口腔产品部市场经理EdLittlewood说明道：“IMR公司需要很大地推展将先进设备的生产技术引进爱尔兰工业。它们凭借很深的设计专业知识和缜密的研发精神顺利做成了一批具备代表性的脊柱植入体，而这些植入体展出了增材生产技术变革医疗行业的潜力。

”除了证明增材生产技术在生产脊柱植入体方面极具优势外，该研究还指出：如果在早期阶段将增材生产设计(DfAM)划入考量，则可以增加承托的用于，从而增加精加工操作者。Scott说明道：“通过此脊柱植入体项目，我们加剧了对医疗产品生产和增材生产机器能力的理解，从而研发出有我们的设计软件，为推广先进生产技术在医疗产品行业的应用于添砖加瓦。”他补足道：“为了构建这款软件与RenAM500M相互相容，我们展开了大量测试，解决问题了不计其数的问题。

而且，在雷尼绍工程师的大力协助下，整个过程以求成功且高效地已完成。这样的项目一般必须耗时多年，但是nTopology公司、雷尼绍、IMR公司三方精诚合作，在短短几个月内就顺利完成了这个项目。”Scott总结道：“我们将之后与雷尼绍密切合作，为行业获取增材生产技术。

我们的目标是推展行业进行更加普遍的先进设备生产合作。

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