Confronto dei metodi di sabbiatura per impianti 3D di Himed LLC
Himed LLC, specialista statunitense nei biomateriali e nei trattamenti superficiali del titanio, ha condotto un’analisi comparativa sui principali abrasivi impiegati nella finitura di componenti medici stampati in 3D. Il focus dello studio ha riguardato distanziatori spinali in lega Ti64, soggetti a tre diversi processi di sabbiatura: ossido di alluminio, microsfere di vetro e abrasivo apatitico a base di fosfato di calcio.
Rimozione dei residui sferici e contaminazione
Nel processo di produzione additiva, le particelle di titanio non completamente fuse si depositano sulle superfici dell’impianto, soprattutto all’interno delle geometrie reticolari. Tramite microscopia elettronica a scansione (SEM) e spettroscopia a dispersione di energia (EDX), Himed ha verificato che sia l’ossido di alluminio sia le microsfere di vetro eliminano efficacemente queste impurità, ma al prezzo di introdurre residui metallici o silicei difficili da rimuovere con i tradizionali bagni a ultrasuoni o acidi.
Proprietà dei diversi abrasivi
L’ossido di alluminio, con durezza pari a 9 sulla scala di Mohs, tende a incastonarsi nella superficie del titanio, alterando la composizione chimica e suscitando dubbi sulla biocompatibilità nel tempo. Le microsfere di vetro, pur meno aggressive, lasciano tracce di silice che possono interferire con il processo di osteointegrazione. Entrambi gli approcci richiedono ulteriori trattamenti per garantire la purezza della superficie.
Vantaggi dell’abrasivo apatitico MATRIX MCD
Tra i prodotti testati, l’abrasivo apatitico MATRIX MCD – formulato da Himed con idrossiapatite e fosfato tricalcico – si distingue per la sua solubilità. Dopo la sabbiatura e l’applicazione della procedura di passivazione secondo ASTM F86, non si rilevano residui estranei al titanio. Le particelle di dimensioni controllate (< 53 µm) penetrano anche negli spazi interni più piccoli, garantendo una rugosità uniforme compresa tra 1,0 e 3,2 µm Ra, intervallo indicato come ottimale per favorire l’adesione delle cellule osteoblastiche.
Controllo delle finiture e preservazione della geometria
Regolando granulometria, pressione di sabbiatura e durata del trattamento, è possibile adattare la texture superficiale alle esigenze di ogni impianto. La formulazione apatitica di Himed elimina le microsfere residue senza modificare le tolleranze dimensionali critiche, preservando le caratteristiche progettuali originali e migliorando al contempo la biocompatibilità grazie alle proprietà osteoconduttive del calcio.
Implicazioni per il settore dei dispositivi medici
Con oltre trent’anni di esperienza nello sviluppo di abrasivi apatitici per il mercato dentale e ortopedico, Himed LLC offre una soluzione in grado di rispondere alle crescenti esigenze dei produttori di impianti stampati in 3D. MATRIX MCD si propone come metodo standard per la post-elaborazione di componenti complessi, con il duplice vantaggio di rimuovere detriti di stampa e di preparare la superficie per un’integrazione ossea efficace.
