VBN Components是一家总部位于瑞典的公司，专注于生产耐磨增材制造（AM）材料，这一细分市场具有巨大的潜力。2024年10月，南极熊获悉，VBN Components正在资助其旗舰Vibenite材料组合的体外生物相容性测试，从钢到碳化钴铬合金，并有望提供一种对人身体更安全的材料作为植入物。
研发背景
工具、采矿和工业设备等行业需要在耐磨性至关重要的特定区域使用极其坚硬的表面。然而，传统工艺面临一个难题：如果材料具有很高的耐磨性，加工起来也非常困难且耗时，从而增加了成本。增材制造提供了一种潜在的解决方案，使零件的制造更容易、更快速，且通常更具成本效益。此外，零件可以变得更轻或更容易修复，后者通常通过定向能量沉积完成。
在粉末床熔合技术中，耐磨合金、打印工艺和相关应用的市场正在不断增长。这是一个“先有鸡还是先有蛋”的市场：随着越来越多的人采用这项技术，增长潜力几乎是无限的。商业案例非常简单：如果一个工具的成本为100美元，可以使用一年，那么3D打印同样的工具的成本可能为200美元，但可以使用三年，这是一个引人注目的价值主张。虽然许多人可能会等待这个市场达到顶峰，但这家总部位于乌普萨拉的公司并不满足于此。
Vibenite 材料系列的创新
VBN Components正在资助其旗舰Vibenite材料组合的体外生物相容性测试。Vibenite材料种类繁多，针对特定用途进行了优化，从钢到碳化钴铬合金。Vibenite 280专为齿轮滚刀和刀具设计；Vibenite 150具有很强的抗疲劳性，适用于难以加工的零件；Vibenite 290被誉为“世界上最硬的商用钢材”，硬度高达约72 HRC。；Vibenite 350是一种高碳、高铬马氏体钢，用于注塑模具工具、泵，甚至可能是髋关节植入物，这种材料有朝一日可能会取代植入物中的钴铬。
钴铬是一种坚硬耐磨的材料，常用于工具、骨科植入物和牙科应用。然而，它在人体中的使用正变得越来越有争议。人们对金属对金属植入物存在担忧，牙科和其他应用中也出现了新的毒理学问题。此外，还提出了潜在的癌症风险和其他罕见的并发症。虽然这个问题还没有明确的定论，但个人应避免植入钴铬植入物，尤其是美国与钴铬植入物相关的诉讼案件正在增加。
新材料的测试与应用
现在，VBN希望用一种更安全的材料来填补这一空白。乌普萨拉大学的AM4life能力中心已经对这种材料进行了测试，该中心参与了七个“工作包”，其中一个重点是使用增材制造（AM）开发可改善临床表现的新材料和植入物。这包括以下目标：使身体能够在不再需要植入物时用自己的组织替换植入物、减少磨损以最大限度地减少生物摩擦学应用中的并发症，以及按需生产抗菌组件。这与VBN的材料完美契合，并展示了一个值得更多认可的团队的价值。
到目前为止的研究结果表明，“类骨细胞在材料上扩散和增殖”，这是一个有希望的结果，特别是对于需要大量骨整合的植入物。该公司的目标是将关节的耐磨性作为主要应用，希望进一步优化3D打印几何形状，以改善骨整合并增强细胞繁殖。上图显示了在Vibenite 350表面上生长的骨细胞的共聚焦激光扫描显微镜图像。
测试由乌普萨拉大学助理教授Gry Hulsart Billström的转化生物打印小组领导，其他主要合作伙伴包括AM4Life主任Cecilia Persson教授、Urban Wiklund教授和学生Vidhiaza Leviandhika，团队计划进行其他摩擦学（摩擦/磨损）测试以及更多的生物相容性测试。
未来的展望
VBN Components首席技术官Ulrik Beste表示：“我们对这些成果以及AM4life能力中心的良好合作感到非常高兴。当不同的研究领域相遇时，就会取得最大的成果。我对AM4life中心的专业知识表示钦佩。VBN的此举是公司向前迈出的一大步。未来，VBN还需要大量投资才能获得其材料用于人体的批准。我希望我们有更多专业、技术精湛的公司提供超出常规产品的创新材料。”
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