VBN Components 研發(fā)生物相容性3D打印材料打開市場

VBN Components是一家總部位于瑞典的公司,，專注于生產(chǎn)耐磨增材制造（AM）材料,，這一細(xì)分市場具有巨大的潛力,。2024年10月,，南極熊獲悉,，VBN Components正在資助其旗艦Vibenite材料組合的體外生物相容性測試,，從鋼到碳化鈷鉻合金，并有望提供一種對人身體更安全的材料作為植入物,。



研發(fā)背景
工具,、采礦和工業(yè)設(shè)備等行業(yè)需要在耐磨性至關(guān)重要的特定區(qū)域使用極其堅(jiān)硬的表面。然而,，傳統(tǒng)工藝面臨一個(gè)難題：如果材料具有很高的耐磨性,，加工起來也非常困難且耗時(shí)，從而增加了成本,。增材制造提供了一種潛在的解決方案,，使零件的制造更容易、更快速,，且通常更具成本效益,。此外，零件可以變得更輕或更容易修復(fù),，后者通常通過定向能量沉積完成,。

在粉末床熔合技術(shù)中，耐磨合金,、打印工藝和相關(guān)應(yīng)用的市場正在不斷增長,。這是一個(gè)“先有雞還是先有蛋”的市場：隨著越來越多的人采用這項(xiàng)技術(shù)，增長潛力幾乎是無限的,。商業(yè)案例非常簡單：如果一個(gè)工具的成本為100美元,，可以使用一年，那么3D打印同樣的工具的成本可能為200美元，但可以使用三年,，這是一個(gè)引人注目的價(jià)值主張,。雖然許多人可能會(huì)等待這個(gè)市場達(dá)到頂峰，但這家總部位于烏普薩拉的公司并不滿足于此,。



Vibenite 材料系列的創(chuàng)新
VBN Components正在資助其旗艦Vibenite材料組合的體外生物相容性測試,。Vibenite材料種類繁多，針對特定用途進(jìn)行了優(yōu)化,，從鋼到碳化鈷鉻合金,。Vibenite 280專為齒輪滾刀和刀具設(shè)計(jì)；Vibenite 150具有很強(qiáng)的抗疲勞性,，適用于難以加工的零件,；Vibenite 290被譽(yù)為“世界上最硬的商用鋼材”，硬度高達(dá)約72 HRC,。,；Vibenite 350是一種高碳、高鉻馬氏體鋼,，用于注塑模具工具,、泵，甚至可能是髖關(guān)節(jié)植入物,，這種材料有朝一日可能會(huì)取代植入物中的鈷鉻,。

鈷鉻是一種堅(jiān)硬耐磨的材料，常用于工具,、骨科植入物和牙科應(yīng)用,。然而，它在人體中的使用正變得越來越有爭議,。人們對金屬對金屬植入物存在擔(dān)憂,，牙科和其他應(yīng)用中也出現(xiàn)了新的毒理學(xué)問題。此外,，還提出了潛在的癌癥風(fēng)險(xiǎn)和其他罕見的并發(fā)癥,。雖然這個(gè)問題還沒有明確的定論，但個(gè)人應(yīng)避免植入鈷鉻植入物,，尤其是美國與鈷鉻植入物相關(guān)的訴訟案件正在增加,。



新材料的測試與應(yīng)用
現(xiàn)在，VBN希望用一種更安全的材料來填補(bǔ)這一空白,。烏普薩拉大學(xué)的AM4life能力中心已經(jīng)對這種材料進(jìn)行了測試,，該中心參與了七個(gè)“工作包”，其中一個(gè)重點(diǎn)是使用增材制造（AM）開發(fā)可改善臨床表現(xiàn)的新材料和植入物,。這包括以下目標(biāo)：使身體能夠在不再需要植入物時(shí)用自己的組織替換植入物,、減少磨損以最大限度地減少生物摩擦學(xué)應(yīng)用中的并發(fā)癥,，以及按需生產(chǎn)抗菌組件。這與VBN的材料完美契合,，并展示了一個(gè)值得更多認(rèn)可的團(tuán)隊(duì)的價(jià)值,。

到目前為止的研究結(jié)果表明，“類骨細(xì)胞在材料上擴(kuò)散和增殖”,，這是一個(gè)有希望的結(jié)果,，特別是對于需要大量骨整合的植入物。該公司的目標(biāo)是將關(guān)節(jié)的耐磨性作為主要應(yīng)用,，希望進(jìn)一步優(yōu)化3D打印幾何形狀,，以改善骨整合并增強(qiáng)細(xì)胞繁殖,。上圖顯示了在Vibenite 350表面上生長的骨細(xì)胞的共聚焦激光掃描顯微鏡圖像,。

測試由烏普薩拉大學(xué)助理教授Gry Hulsart Billström的轉(zhuǎn)化生物打印小組領(lǐng)導(dǎo)，其他主要合作伙伴包括AM4Life主任Cecilia Persson教授,、Urban Wiklund教授和學(xué)生Vidhiaza Leviandhika,，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)行其他摩擦學(xué)（摩擦/磨損）測試以及更多的生物相容性測試。

未來的展望
VBN Components首席技術(shù)官Ulrik Beste表示：“我們對這些成果以及AM4life能力中心的良好合作感到非常高興,。當(dāng)不同的研究領(lǐng)域相遇時(shí),，就會(huì)取得最大的成果。我對AM4life中心的專業(yè)知識表示欽佩,。VBN的此舉是公司向前邁出的一大步,。未來，VBN還需要大量投資才能獲得其材料用于人體的批準(zhǔn),。我希望我們有更多專業(yè),、技術(shù)精湛的公司提供超出常規(guī)產(chǎn)品的創(chuàng)新材料�,！�