Laser Gebaseerde Additieve Vervaardiging van op Maat Gemaakte Titanium Implantaten: Structuur Ontwerp, Materiaal Verwerking en Prestatie Optimalisatie

Dit doctoraatsproject wordt uitgevoerd in de Vakgroep Kaak- en Kaakchirurgie - Beeldvorming & Pathologie (OMFS-IMPATH), Groep Biomedische Wetenschappen, Faculteit Geneeskunde, KU Leuven & UZ Leuven. Daarom wordt dit doctoraatsproject uitgevoerd op basis van de gevallen van onderkaakreconstructie in deze afdeling met behulp van titanium onderkaakreconstructieplaten (MRPs) die zijn aangepast door laserpoederbedfusie (LPBF) 3D-printen - een tak van laser additive manufacturing (LAM) technologie. Het is een transdisciplinair onderwerp dat zich uitstrekt over lasertechnologie, materiaalverwerking, werktuigbouwkunde en biomedische wetenschappen. Om precies te zijn, dit doctoraatsproject richt zijn aandacht op de materiaal- en engineeringstudie op basis van de klinische vereisten voor 3D-geprinte metalen implantaten.

Na tumorresectie, trauma of ernstige infecties/osteonecrose is reconstructie van de onderkaak nodig. Er zijn twee basisstrategieën voor onderkaakreconstructie: zonder of met vrije fibula-flap(ten), welke twee strategieën allemaal in dit doctoraatsproject zijn opgenomen. Traditioneel wordt een kant-en-klaar reconstructieplaatimplantaat pre- of intra-operatief op maat gemaakt om het defect te overbruggen (en de fibula te repareren) en daardoor de mandibulaire functie en gezichtsuitkomst te reconstrueren. Voorheen wordt de standaard reconstructieplaat handmatig gebogen om te passen bij de anatomie van de patiënt. Met de komst van LPBF kan een op maat gemaakte, patiëntspecifieke MRP preoperatief worden vervaardigd volgens de CT-gegevens van een patiënt, welke technologie aanzienlijke klinische voordelen biedt maar tegelijkertijd uitdagingen met zich meebrengt.

Met name de transdisciplinaire achtergrond achter de technologie zelf en het gebruik ervan in de kliniek is nog steeds moeilijk te begrijpen, wat het potentieel van additive manufacturing verzacht. Dit doctoraatsproject begrijpt fundamenteel de wetenschappelijke en technologische connotaties achter implantaatstructuurontwerp, implantaatmateriaalproces en prestatie-optimalisatie in titanium-metaalimplantaataanpassing door laseradditieve fabricage, vooral voor LPBF van MRPs.