世界各地數以百萬計的人通過髖關節和膝關節置換術重新獲得了活動能力。但是，卻沒有人意識到，自20世紀60年代以來，用于此類植入物的材料基本保持不變。
鈦材料最初是為火箭設計的，它強度高、耐腐蝕且重量輕，但它與人體骨骼和組織的匹配度并不高，通常會導致植入物失效。
近日，在一項新研究中，美國研究人員展示了使用 3D 打印（也稱為增材制造）設計新合金的路線圖。這些合金，由兩種或多種金屬元素組成。
研究作者Amit Bandyopadhyay說：“通過 3D 打印，我們可以重新設計這些具有特定用途的合金，這就是它的美妙之處所在。在未來十年，我們將看到各種新合金將使用 3D 打印技術進行設計。它不僅僅是一個制作形狀的平臺，也是一個為特定應用程序創建新組合的平臺。”
舉例來說，髖關節和膝關節植入物植入人體，特定部位會面臨著被細菌感染的危險。如果能設計出兼容性更好、抗細菌性能極佳的合金，那么就能減輕醫生在植入手術過程中的負擔。
此前，工業界不愿意設計新的合金材料是因為成本高昂。但是，3D 打印卻完美地避開了這個弱點。它能使技術人員根據需要制作的結構，以及希望具備的功能來定制新材料。與此同時，花費的時間更短，成本更低。
研究人員強調，找到成功的合金“配方”后還必須對其進行常規制造工藝的測試，以確保其功能。此外，新合金還需要通過監管審查程序。
該研究論文題為“Alloy design via additive manufacturing: Advantages, challenges, applications and perspectives”，已發表在Materials Today上。
論文原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702121004314?via%3Dihub
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