高端制造技术与生命科学结合的植入式医疗器械新趋势

0 前言

当今生物医学制造与生命质量工程的研究领域包含了人体骨肌系统生物力学与生物摩擦学和医学图像处理、手术规划与临床数字技术系统及骨外科植入物，包括人工关节、人工骨及其活性化与生命化技术等三大领域，它们是高端制造技术与医疗器械*生命科学结合，更是接近人体骨骼医疗行业的一次突破。依据这三大领域具体可开拓以下几个方面的研发。其一是PVD涂层在医疗器械中的应用；其二是3D打印技术在医疗植入物制造领域的应用。其三是切削油液在医疗器械加工中的应用；其四是评估人工关节失效分析与对策。本文以基于PVD涂层技术工艺与3D打印技术与生命质量工程结合的医疗器械的特征及其植入式和介入式器械中的应用作分析研讨。

1 PVD涂层技术与工艺特征及在医疗器械中的应用

1.1 PVD涂层技术与工艺的新趋势

作为一种提高零件表面性能的工艺已广泛被应用于各种工具上，医疗器械应用PVD涂层有20多年的历史。近年来由于该涂层技术的不断发展，采用这种技术来改善各种医疗器械性能已成为一种趋势。

绝大部分医疗器械的材质为金属，在使用过程中存在腐蚀、寿命、人体排异等问题，作为有PVD技术提供的陶瓷类涂层具有优异的耐腐蚀性能、超硬的表面硬度以及良好的生物兼容特性，无论是作为介入式器械还是植入式器械，PVD涂层都可以提供良好的保护，从而使得器械在使用过程中对人体具有很好的保护性能、作为气相沉积技术中的PVD技术，其工作原理是在真空的环境下，通过电磁场的共同作用，将固态材料（通常为金属）直接气化为等离子体状态，同时通过与其它气体的反应生成为一种新的超硬材料（通常为陶瓷材料），该材料沉积在医疗器械表面形成保护性涂层，对器械的各种性能产生巨大的改善，这些性能包括抗磨损，降低摩擦、生物兼容，颜色区分以及化学屏障等，应用于医疗器械的PVD涂层种类较多，各种涂层在性能和颜色上都有所区别，根据这些特性选用合适的涂层会对器械使用产生有益的影响。