汉诺威工程师使用内部冷却系统制作3D打印骨钻

德国莱昂尼斯大学生产工程与机床研究所(IFW)的研究人员创建了一种金属3D打印骨钻,可以切割骨头而不引起热诱导的骨坏死。

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虽然它可能会使您感到头皮发麻,但外科医生偶尔需要用钻头穿透人体骨骼。钻头的热量会导致热引起的骨坏死-特别是如果钻头达到48°C左右,从而造成骨组织的死亡,听起来这很糟糕。

不幸的是,通过传统手段来保持钻头冷却是很难的。外科医生不能通过在钻头表面施加冷却剂的传统冷却方式,因为冷却液可能会泄漏到伤口中。所以他们通常采用一些更简单的方法:停止和启动程序来阻止温度过高。

现在德国莱比尼斯大学生产工程与机床研究所(IFW)的工程师可能会找到一种更好的方式来保持钻井温度的下降。

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通过3D打印具有内部冷却系统的金属钻头,工程师认为可以不间断地进行骨钻孔程序,并且不会在48℃以上升高钻头的温度。

新的3D打印钻具包含内部冷却管道,其允许冷却剂在工具内沿着钻头的螺旋线安全地流动并返回到工具架,而不会与患者身体的部分接触。冷却液箱和泵提供冷却剂在钻头周围的稳定流动。

直径为6毫米的原型3D打印钻头是在传统的骨钻上建模,这意味着其功能基本相同。当然,很大的差异是外科医生可以使用多长时间而不会有太多的发热。内部管道的直径为1.2 mm,可将热能从切割边缘移开。

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复杂的3D打印钻机由工程公司Schmidt WFT使用CAD和仿真软件设计,最终在1.4404的金属3D打印机上制作,采用具有生物相容性的不锈钢。然后进行加工,使工具缩小至最终尺寸。

汉诺威工程师进行3D打印骨钻的实际测试。使用水作为冷却剂,人造和牛骨作为测试对象,工程师在使用钻头时测量钻头的温度。

他们发现,3D打印骨钻的工作温度比没有内部冷却系统的钻头低70%,证明了他们的项目的成功。他们甚至相信3D打印的冷却导管可以应用到其他工具,例如锯子。

该研究项目与德国公司工具工具合作进行,由德国联邦经济与能源部资助,作为中小企业中央创新计划(ZIM)的一部分。(3ders.org)