La stampa 3D biocompatibile utilizza materiali biocompatibili o biomateriali, ovvero materiali naturali o sintetici che possono lavorare a stretto contatto con i tessuti viventi o addirittura sostituire una parte di tessuto organico. I materiali biocompatibili sono progettati per interfacciarsi con sistemi biologicamente attivi per esaminare, trattare, aumentare o sostituire qualsiasi tessuto, organo o funzione del corpo.

Ad esempio, i biomateriali vengono utilizzati per articolazioni, suture, placche ossee e dispositivi medici come protesi, apparecchi acustici, pacemaker, ecc. Un biomateriale utilizzato nella realizzazione di impianti dovrebbe contenere alcune importanti proprietà fondamentali per un uso a lungo termine nel corpo senza essere rigettato.

Normative sui materiali

La ISO 10993 (lo standard internazionale per i test dei dispositivi) fornisce una guida su come i materiali biocompatibili possano essere utilizzati e testati come parte di una più ampia strategia di gestione e riduzione del rischio. Ad esempio, questi test assicurano che i materiali non siano tossici o che non causino irritazioni alla pelle. Qui potete trovare linee guida dettagliate sui regolamenti della ISO 10993.

Stampa 3D di materiali biocompatibili

La maggior parte delle tecnologie di stampa 3D può utilizzare efficacemente plastiche biocompatibili, elastomeri e metalli per prototipi e parti funzionali. Rispetto ad altre tecnologie di produzione, la stampa 3D di materiali biocompatibili offre migliori possibilità in termini di complessità e personalizzazione, un dettaglio molto importante ai fini dell’industria medica. Ad esempio, un apparecchio acustico generalmente disponibile sul mercato potrebbe non adattarsi comodamente a un particolare orecchio. In questi casi, oggigiorno è possibile stampare quelli personalizzati in base alle dimensioni dell’orecchio.

Opzioni di materiale di stampa 3D biocompatibile disponibili su Xometry

Polyamide 12 (Nylon PA)

Si tratta di un materiale altamente versatile, leggero, resistente alla corrosione e agli agenti chimici. È anche robusto e flessibile con un’elevata resistenza alla trazione e agli urti. Il nylon PA12 può essere sterilizzato utilizzando ossido di etilene, sostanze chimiche, raggi gamma, plasma gassoso e autoclave a vapore.

Viene realizzato usando le tecniche di stampa 3D MJF, SLS, e FDM. Come materiale di qualità medica, il nylon PA-12 è certificato ISO-10993 e testato USP Classe I-IV. È comunemente usato per protesi e chiodi intramidollari.

Silicone (Sil 30)

Il silicone 30 è un elastomero biocompatibile resistente al calore, alla lacerazione ed è altamente flessibile. È comunemente usato nella produzione di attrezzatura indossabile a contatto con la pelle, come le maschere respiratorie. È conforme alla norma ISO 10993-5 e 10993-10. Il silicone può essere stampato mediante stampa 3D Carbon DLS.

CE 221

L’estere cianato (CE 221) è noto per la sua rigidità, la resistenza alle alte temperature e chimica. È testato secondo l’ISO 10993-5 ed è biocompatibile. Viene sterilizzato in autoclave a vapore, con ossido di etilene (EtO), raggi gamma e un fascio di elettroni. Possono ad esempio essere utilizzati per realizzare cateteri e siringhe.

EPX 82

L’Epoxy 82 è biocompatibile e ha una buona stabilità chimica, termica e ai raggi UV, rendendolo un materiale vario e versatile per un’ampia gamma di applicazioni. La sua resistenza agli urti e al calore consente anche una durata ciclica della temperatura rendendolo adatto per un uso continuo a temperature variabili. La sua alta risoluzione consente inoltre di realizzare componenti precisi e accurati. È testato contro la tossicità e l’irritazione secondo la norma ISO 10993-5 e -10 ed è sterilizzato utilizzando autoclave a vapore, l’ossido di etilene (EtO), raggi gamma, e fasci di elettroni. Viene stampato usando la tecnica della Stampa 3D Carbon DLS.

RPU 70

Il poliuretano rigido 70 è un materiale ad alta resistenza, tenacità funzionale e alta duttilità. Può essere stampato in 3D con il Carbon DLS, è conforme alle norme ISO 10993-5 e 10993-10 ed è biocompatibile. Viene sterilizzato mediante autoclave a vapore, ossido di etilene (EtO), raggi gamma, fasci di elettroni.

FPU 50

L’FPU 50 è un materiale semirigido con elasticità incorporata che lo rende resistente all’abrasione, alla fatica e agli urti. L’FPU 50 è biocompatibile e ha superato i requisiti di biocompatibilità secondo la ISO 10993-5. Può essere sterilizzato utilizzando ossido di etilene (EtO), raggi gamma, fasci di elettroni ed è compatibile per uso medico.
Viene stampato mediante la tecnica di Stampa 3D Carbon DLS.

True Silicone

Il True Silicone è l’unico materiale in silicone puro al 100% disponibile per la stampa 3D. Vi consente di produrre stampe 3D biocompatibili ad alte prestazioni in 4 diverse opzioni di durezza Shore (A20, A35, A50, A60). Il true silicone è conforme agli standard ISO 10993. Il materiale è ora ampiamente utilizzato nei settori dei prodotti industriali, personali e medici. Questo materiale può essere stampato tramite la Stereolitografia (SLA).

ABS M30i

L’ABS M30i è un altro materiale termoplastico ampiamente utilizzato nell’industria medica. Oltre ad essere biocompatibile, è anche sterilizzabile mediante raggi gamma, ossido di etilene e plasma gassoso. Certificato ISO e USP Classe I – IV, questo materiale viene spesso utilizzato per produrre apparecchiature mediche e modelli anatomici dettagliati. Può essere utilizzato anche per protesi. L’ABS M30i è rigido e ha un’elevata resistenza alla trazione e all’urto. Viene stampato mediante FDM.

PC ISO

Questo materiale è comunemente usato per creare stampi, prototipi e guide chirurgiche personalizzate. Sebbene il PC ISO abbia una finitura di qualità inferiore rispetto al nylon PA12, è forte e resistente al calore con un’elevata resistenza alla trazione. Il PC ISO è anche biocompatibile, anche se a breve termine, e può essere sterilizzato mediante raggi gamma e ossido di etilene. Il PC ISO viene stampato mediante FDM.

Polyetherimide (ULTEM 1010)

Rispetto ad altri termoplastici FDM, l’ULTEM 1010 è uno dei materiali più forti e resistenti al calore e ai prodotti chimici. È anche altamente biocompatibile e può essere sterilizzato utilizzando raggi gamma, ossido di etilene, plasma gassoso e autoclave a vapore. L’ULTEM 1010 viene utilizzato per stampare guide chirurgiche, prototipi e protesi.

Stainless steel (17-4PH)

L’acciaio inossidabile è un metallo ad alta resistenza biocompatibile e può essere sterilizzato in vari metodi. Tuttavia, la sua resistenza alla corrosione è a breve termine, rendendolo meno preferibile al titanio e al cromo cobalto, soprattutto per gli impianti. Questo materiale è ottimo per strumenti chirurgici e impianti temporanei. Può essere stampato tramite la tecnologia di sinterizzazione laser diretta del metallo (DMLS).

Conclusione

La produzione additiva abbinata a materiali biocompatibili offre grandi possibilità per la produzione di dispositivi medici, impianti e dispositivi personali indossabili. Usando i servizi di stampa 3D on-demand di Xometry, potete ricevere la quantità di stampa 3D biocompatibile che necessitate entro massimo 3 giorni. Caricate semplicemente i vostri modelli CAD e scegliete le opzioni di lavorazione necessarie.

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