1. De technische beperking bestaat uit dubbele beperkingen op materiaal en nauwkeurigheid.
Hoewel een exacte reproductie van gecompliceerde anatomische kenmerken mogelijk is met 3D-printtechnologie waarbij metaal wordt gebruikt, kunnen de technologische beperkingen ervan niet worden genegeerd:
Knelpunt in materiaalprestaties: Printbare biomedische metaalmaterialen zoals kobaltchroomlegeringen en titaniumlegeringen vertonen momenteel nog steeds gebreken in mechanische eigenschappen en biocompatibiliteit. Een gewone titaniumlegering (Ti6Al4V) is bijvoorbeeld veel stijver (110 GPa) vergeleken met bot (10-30 GPa), wat gemakkelijk stressafschermende effecten kan veroorzaken en invloed kan hebben op hoe goed botweefsel geneest.
Het gebrek aan nauwkeurig printen betekent dat het niet effectief kan worden gebruikt bij de engineering van vasculair weefsel, omdat de printnauwkeurigheid, vooral voor kleine details zoals een capillaire diameter van 8–10 μm, niet voldoende is verbeterd.
Om inwendige poriën te verwijderen, gebruiken 3D-geprinte metalen implantaten heet isostatisch persen (HIP), maar de hoge temperaturen kunnen de structuur van het materiaal veranderen en de sterkte ervan aantasten.
2. Uitdagingen bij klinische toepassingen: het redelijke raadsel van kosten en regels.
Metaal 3D-printtechnologie kent verschillende problemen tijdens de overgang van laboratorium naar klinische toepassing:
Regelgevende certificering stuit op obstakels omdat verschillende landen hun certificeringscriteria voor 3D-geprinte medische apparaten nog niet hebben geharmoniseerd. De Amerikaanse FDA schrijft bijvoorbeeld 510(k)-certificering voor implantaten voor, terwijl de EU MDR-regels strengere criteria voor klinische gegevens hanteren, wat leidt tot een stijging van de grensoverschrijdende onderzoeks- en ontwikkelingskosten.
Biocompatibiliteitsrisico op lange- termijn: het is nog niet bekend hoe afbraakproducten van nieuwe materialen (zoals afbreekbare magnesiumlegeringen) omliggende weefsels beïnvloeden en er is behoefte aan ondersteuning voor follow-up- lange termijngegevens.
Uitdagingen op het gebied van kostenbeheersing: Gespecialiseerde metaalpoeders (zoals Ti6Al4V) kunnen 2000 yuan/kg kosten, en de onderhoudskosten voor apparatuur lopen op tot boven de 500.000 yuan per jaar. Dit scenario leidt ertoe dat een enkel drukproces drie tot vijf keer meer kost dan standaardmethoden.
3. Markt- en industriële beperkingen: de ecologische mismatch tussen vraag en aanbod
Het gebrek aan volwassenheid van de industriële keten vormt een probleem voor het stimuleren van 3D-printen met metaal in de medische sector:
lage penetratiegraad van apparatuur: doorgaans kosten ze ruim drie miljoen yuan. Industriële-metaal 3D-printers zijn vooral te vinden in tertiaire ziekenhuizen en grote wetenschappelijke onderzoeksfaciliteiten, die buiten bereik zijn van medische instellingen aan de basis.
Gebrek aan materiaalstandaardisatie: de binnenlandse metaalpoedermarkt vertoont een fenomeen van "verstrooiing, wanorde en klein", en belangrijke indicatoren zoals deeltjesgrootteverdeling en zuurstofconcentratie missen uniforme normen, die de printstabiliteit beïnvloeden.
Onvoldoende samenwerking in de industriële keten: medische teams zijn afhankelijk van externe ingenieurs om de gegevensverwerking af te ronden, waardoor aanzienlijke communicatiekosten ontstaan; het hele serviceproces, van scannerontwerp tot post{0}}printverwerking, heeft nog geen gesloten kringloop gevormd.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-3d-printing-prototype-modeling.html