MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SLM II. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA SLM 1. Nguyên lý làm việc. 2. Quy trình gia công chi tiết bằng công nghệ SLM. III. ỨNG DỤNG CỦA SLM TRONG Y HỌC 1. Tổng quang về vật liệu y sinh. 2. Vật liệu ứng dụng trong công nghệ SLM dùng trong y sinh. 3. Ứng dụng của công nghệ SLM trong y học.
ĐẠI HỌC QG TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM - - TIỂU LUẬN ỨNG DỤNG CỦA SLM TRONG Y HỌC NHÓM DIỆP THẾ CƯƠNG 21300440 HUỲNH MINH ĐƯỜNG 21300898 Ô KHẢI MINH 21302367 Tp HCM, ngày tháng năm 2017 MỤC LỤC I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SLM II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA SLM Nguyên lý làm việc Quy trình gia cơng chi tiết cơng nghệ SLM III ỨNG DỤNG CỦA SLM TRONG Y HỌC I Tổng quang vật liệu y sinh Vật liệu ứng dụng công nghệ SLM dùng y sinh Ứng dụng công nghệ SLM y học GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SLM Khái niệm SLM • SLM ( Selective Laser Melting): kỹ thuật chế tạo cách đắp lớp vật liệu, sử dụng liệu 3D CAD làm nguồn thông tin kỹ thuật số lượng dạng chùm tia laser công suất cao để tạo sản phẩm cách làm nóng chảy liên kết • hạt vật liệu Công nghệ SLM vận hành tương tự SLA, SLS sử dụng tia UV, tia laser cường độ lớn Đặc điểm SLM • Sử dụng tia laser cường độ cao làm nóng chảy lớp hạt bụi kim loại nóng chảy kết dính tạo thành chi tiết phức tạp mà • khơng cần sử dụng đến dao cụ cắt gọt hay máy móc CNC Mật độ hạt kim loại lòng chi tiết in 3D đạt ~99% tiết có độ cứng vững cần thiết độ bền, tính • tốt Vật liệu sử dụng gần tối đa Khả tái sử dụng vật liệu cao Vật liệu dùng công nghệ SLM Đây công nghệ in 3D kim loại, sử dụng vật liệu dạng bột titan, bột • nhôm, bột đồng, bột thép để làm vật liệu in 3D Phạm vi ứng dụng công nghệ SLM Vì giá thành thiết bị (máy in 3d kim loại) vật liệu đắt đỏ nên công nghệ chưa thực phát triển VN Các nước có sản xuất máy sử dụng cơng nghệ nhiều là: Trung Quốc, Mỹ, Đức, Ý,… Ở VN số đơn vị nha khoa sử dụng máy in 3D kim loại để sản xuất Giá máy in 3D kim loại >= $200.000 Một số loại máy SLM Một số sản phẩm ứng dụng công nghệ SLM Một số sản phẩm công nghệ SLM II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA SLM Nguyên lý làm việc - Quá trình bắt đầu cách cắt liệu tệp 3D CAD thành lớp, thường từ 20 đến 100 micromet dày, tạo hình ảnh 2D - lớp Định dạng tệp tệp stl Các lớp mỏng hạt kim loại tinh chế dạng nguyên tử phân bố cách sử dụng chế phủ chất nền, thường kim loại, gắn vào bàn nâng di chuyển theo trục thẳng đứng (Z) - Trong buồng gia cơng chứa khí trơ, argon nitơ mức - oxy thấp 500 phần triệu Khi lớp phân phối,tia laser làm nóng chảy kết hợp - lớp lại với Tia laze định hướng theo hướng X Y với hai gương quét tần - số cao Năng lượng laser đủ mạnh phép hàn tan toàn hạt để tạo - thành kim loại rắn Quá trình lặp lại lớp sau lớp phần hoàn tất - Do cần thiết phải xử lý vật thể gần dày đặc, với tính chất học so sánh với vật liệu khối lượng mong muốn tránh chu trình xử lý sau dài, SLM phát triển Các polyme kim loại làm hoàn toàn chùm tia laser, nhiên tên gọi Selective Laser Melting dành riêng cho vật liệu kim loại Trong phận SLM gần tồn mật độ sản xuất mà không cần đến bước sau chế biến, vật liệu tương tự sử dụng sản xuất hàng loạt Quy trình gia cơng chi tiết cơng nghệ SLM III ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SLM TRONG Y HỌC Tổng quan vật liệu y sinh a Khái niệm Một vật liệu sinh học chất hợp chất (khơng phải thuốc) có nguồn gốc tổng hợp tự nhiên, dùng để điều trị, tăng cường thay mô, quan chức thể Vật liệu sinh học vật liệu (tổng hợp tự nhiên, rắn lỏng) sử dụng thiết bị y học tiếp xúc với hệ b sinh học Phân loại Vật liệu sinh học phân thành loại: vật liệu có nguồn gốc sinh học vật liệu sinh học tổng hợp o Vật liệu có nguồn gốc sinh học: vật liệu mô mềm mô cứng o Vật liệu sinh học tổng hợp: kim loại , polymer, gốm, composit Sự khác vật liệu có nguồn gốc sinh học vật liệu sinh học tổng hợp: c Ứng dụng vật liệu sinh học y tế ST T Vùng thể Chi tiết, phận Vật liệu Răng, hàm, mặt Kim loại, gốm Kim loại, gốm Polyme, composit Kim loại, gốm Gốm Chân trụ Vật liệu hàn, sửa Vật liệu sửa chữa hàm Vật liệu sửa chữa Tai, mũi, họng Hộp sọ Mắt xương mặt Xương tai Vành tai Sống mũi Vách mũi, vách xoang Sữa chữa, hàn vá hộp sọ Thủy tinh thể Chân tay Nền ổ mắt Xương khớp hông Thân Khác Xương chân tay Xương sống Tim, van tim Chỉ khâu Chật độn xương Chất tạo mô Da nhâ tạo tự tiêu Gốm, polyme Silicon, PE xốp Silicon, gốm Gốm Gốm, cacbon Plexiglas, cao su, silicon, hydrogel Gốm Kim loại, gốm, cacbon Gốm Gốm Polyurethan +C+Ti Polyamid Gốm Colagen, silicon Colagen, polyme Yêu cầu vật liệu sinh học Tính tương hợp sinh học: vậtliệu phải không gây phản ứng không tốt d - cho vật chủ kích thích hịa hợp mô-vật ghép tốt Sự xuất phản ứng viêm điều cần thiết q trình lành hóa vết - thương kéo dài gây hoại tử khơng tương thích Có thể khử trùng: vật liệu chịu khử trùng Các kỹ thuật - khử trùng gồm tia gamma, khí ethylene oxid hấp nước Có tính chức năng: tính có chức phận giả tùy thuộc - vào khả tạo hình dáng phù hợp với chức đặc biệt Có thể chế tạo: nhiều vật liệu có tính tương hợp sinh học khâu cuối (khâu chế tạo thành công cụ) không thực Vật liệu công nghệ SLM dùng y học Vật liệu sử dụng phổ biến công nghệ SLM ứng dụng y học titanium hợp kim, cobalt-crom Titanium hợp kim sử dụng cho nhiều loại cấy ghép độ tương hợp sinh học cao Hợp kim cobalt-crom chìa khóa ngun liệu cho ngành nha khoa chúng sử dụng cho sản phẩm thay hơng có độ bền cao thiết bị tim mạch tính chống ăn mịn chống mỏi cao Titan sử dụng loại bột thương mại Bột cobalt-crôm sản xuất cơng nghệ IGAP Một số đặc tính vật liệu công nghệ SLM y học - Ứng dụng công nghệ SLM y học SLM ứng dụng để sản xuất nắp cầu ngành nha khoa - Nắp che cầu cho ứng dụng nha khoa Thay khớp (ví dụ hơng, đầu gối) phẫu thuật chỉnh hình - Khớp nhân tạo ứng dụng phẫu thuật chỉnh hình Thay xương phẫu thuật nha khoa, miệng phẫu thuật khn mặt - Ngồi mơ cấy ghép cá nhân, dụng cụ phẫu thuật có độ chuyên nghiệp cao lồng ống nối tủy sống có chức tăng cường sản xuất với SLM - Các thành phần SLM đáp ứng tất yêu cầu tiêu chuẩn quy định tương ứng có đặc tính học tính tương thích sinh học ... NGHỆ SLM II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA SLM Ngun lý làm việc Quy trình gia cơng chi tiết công nghệ SLM III ỨNG DỤNG CỦA SLM TRONG Y HỌC I Tổng quang vật liệu y sinh Vật liệu ứng dụng công nghệ SLM. .. thể Vật liệu sinh học vật liệu (tổng hợp tự nhiên, rắn lỏng) sử dụng thiết bị y học tiếp xúc với hệ b sinh học Phân loại Vật liệu sinh học phân thành loại: vật liệu có nguồn gốc sinh học vật liệu. .. sinh học tổng hợp o Vật liệu có nguồn gốc sinh học: vật liệu mô mềm mô cứng o Vật liệu sinh học tổng hợp: kim loại , polymer, gốm, composit Sự khác vật liệu có nguồn gốc sinh học vật liệu sinh học