Применение порошка полимолочной кислоты (PLA) в 3D-печати методом селективного лазерного спекания (SLS).

Технология лазерного спекания (SLS) обладает такими преимуществами, как высокая точность, печать без поддерживающих элементов и универсальность в выборе материалов, и постепенно стала одной из наиболее широко используемых технологий производства в различных областях. В настоящее время основными полимерными материалами, используемыми в SLS-печати, являются нейлон и его композиты, ТПУ, ППС, ПЭЭК и ПП. По сравнению с металлами и керамикой, полимерные материалы обладают такими преимуществами, как более низкие температуры формования, меньшая мощность лазера для спекания и более высокая точность. Кроме того, разнообразие типов и свойств полимерных материалов, а также применение различных методов модификации еще больше усиливают их преимущества в 3D-печати методом SLS.

Поскольку технология 3D-печати начинает смещать акцент с прототипирования на производство готовых деталей, а также с ростом объемов серийного производства, полимерные порошковые материалы обладают огромным потенциалом для дальнейшего развития.

В области SLS 3D-печати порошок полимолочной кислоты (PLA) позволяет создавать точные геометрические формы, необходимые для термоформования и компрессионного формования. Благодаря своим эксплуатационным характеристикам, процесс печати с использованием порошка PLA безопасен и нетоксичен. При использовании в литье он не выделяет дыма или токсичных газов, что делает его более низкоуглеродным и экологически чистым. Кроме того, порошок PLA имеет более низкую температуру плавления, что способствует снижению энергопотребления.

Объективно говоря, порошковые материалы из полимолочной кислоты (PLA) для 3D-печати обладают преимуществами, но их применение в некоторых профессиональных областях несколько ограничено. Однако, будучи полимерным материалом с хорошей биосовместимостью и биоразлагаемостью, порошковые материалы из PLA могут компенсировать эти недостатки и подчеркнуть свои преимущества в медицинских приложениях.

Изображение | Порошок полимолочной кислоты из Шэньчжэня

Кроме того, мономеры полимолочной кислоты (PLA) содержат один хиральный атом, что приводит к образованию полимеров с различными стереоконфигурациями, такими как поли-L-молочная кислота (PLLA), поли-D-молочная кислота (PDLA) и полирацемическая молочная кислота (PDLLA). Сочетание порошков PLA различного состава с технологией SLS может придавать продуктам различные свойства, например, различную степень деградации. PLLA и PDLA, посредством сокристаллизации, образуют стереокомпозиты с более высокими температурами плавления, лучшей термостойкостью и устойчивостью к растворителям.

1. Медицинские приборы и оборудование, изготовленные по индивидуальному заказу.

Технология SLS может использоваться для производства медицинских изделий и оборудования, таких как хирургические инструменты и протезы конечностей. Благодаря возможности создания сложных геометрических форм за один этап, технология SLS позволяет производить персонализированные изделия, адаптированные к потребностям конкретных пациентов, обеспечивая им лучшую адаптацию и комфорт.

2. Бионические модели тканей и органов

Технология SLS может использоваться для создания биомиметических моделей тканей и органов для медицинских исследований, обучения и планирования хирургических операций. Эти модели могут дать врачам более интуитивное понимание состояния пациентов и помочь в планировании и обучении хирургическим вмешательствам.

3. Исследования биомедицинских материалов

Помимо непосредственного производства медицинских изделий, технология SLS может также использоваться для исследований и разработок биомедицинских материалов. Технология SLS позволяет создавать биоматериалы со специфической структурой и свойствами для таких применений, как тканевая инженерия и доставка лекарств.

В настоящее время компания Shenzhen Jusheng обладает возможностью производить гомополимеры PCL, PLLA и PDLA, а также сополимеры, такие как PDLLA, PLGA и PLCL, в килограммовых количествах. Компания освоила технологию полимеризации высокомолекулярного PLLA (характеристическая вязкость 4,0 дл/г) и PCL (характеристическая вязкость 2,0 дл/г) и имеет возможность полимеризовать с различными коэффициентами сополимеризации и различными структурами концевых групп. Кроме того, компания использует уникальную технологию очистки для дальнейшего улучшения технических показателей своей продукции, гарантируя ее соответствие требованиям стандарта YY/T 0661-2017 для имплантируемых полимолочных кислот и требованиям к соответствующим фармацевтическим полимерным вспомогательным веществам в Китайской фармакопее.

Благодаря исследованиям технологии получения эмульсионных капель на основе микросфер, компания Shenzhen Jusheng смогла получить эмульсионные капли с контролируемым размером и однородным размером частиц. В результате исследований процессов затвердевания капель были получены чистые микросферы из PLLA, PCL и PLGA с гладкой поверхностью, высокой сферичностью и контролируемым значением D50 в диапазоне 10-100 мкм. Специальный процесс классификации размеров частиц дополнительно сужает распределение размеров частиц, достигая значения разброса менее 0,7.