التحجيم الدقيق للقوالب عبر الطباعة الحجرية لإنتاج المكونات الطبية

تمت دراسة تأثيرات التحجيم الدقيق على عدة خصائص سطحية، مثل التلوث البيولوجي، والترطيب، والتزييت، والتشبث الخلوي، على نطاق واسع. في قطاع الرعاية الصحية، وخاصة في الأجهزة الطبية، يتم استغلال الأسطح المجهرية الهيكلية لتحسين الخصائص الاحتكاكية أو لتعزيز الاندماج العظمي للزرع الجراحي. تقوم المكونات البوليمرية في زراعة المفاصل بالاستعاضة عن الغضاريف في المفاصل الطبيعية مما يضمن التوافق الحيوي، وانخفاض الاحتكاك والتآكل، وسعة التحميل العالية، وقوة الصدمة والصلابة. من بين هذه الخصائص، تعتبر الخصائص الاحتكاكية مهمة جدًا لتأثيرها المباشر على عمر الزرع. يمكن أن يؤدي التحجيم الدقيق للأسطح المنزلقة عند الاتصال إلى تقليل الاحتكاك والتآكل بشكل كبير من خلال تعزيز الاحتكاك الهيدروستاتيكي نتيجة للسوائل الزليلة عند واجهة المكونات. في هذه التطبيقات، يعتبر البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMWPE) مادة ناجحة، ولكن عملية التصنيع الحالية تعيق التحجيم الدقيق للسطح. في هذا السيناريو، يمكن أن تكون سلسلة عملية الإنتاج، التي تجمع بين الحقن الدقيق للبولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي مع القوالب المصنوعة بواسطة الطباعة الحجرية (SLA)، خيارًا ناجحًا لدراسة عدة تصاميم من التحجيم الدقيق مما يقلل من الوقت والتكلفة للتحليل. في هذا العمل، تم التحقيق في قدرة تصنيع سطح التحجيم الدقيق لتقنية SLA من خلال أربعة تحجيمات دقيقة، ومادتين من القوالب، وثلاثة اتجاهات في الطباعة ثلاثية الأبعاد، وارتفاعين من الميزات الدقيقة. تم إنشاء وتوصيف أنماط التحجيم الدقيق على القوالب. ثم تم استخدام نفس القوالب لحقن أجزاء، ودراسة معلمات عملية وتقنية النسخ على العينات المصبوبة. تظهر النتائج أن أبعاد التحجيمات الدقيقة تصل بتقنية SLA إلى حدودها، مع توافق جيد في ارتفاع السنبلة وخطأ في قطر السنبلة بين 24 و108 ميكرومتر. يمكن لتوجه الطباعة ثلاثية الأبعاد تحسين شكل السنبلة وخشونة السطح. يسمح اختبار الحقن بالحصول على قدرة نسخ جيدة.