Imprimare 3D tantal
Imprimarea 3D este o nouă metodă de procesare. Cea mai semnificativă caracteristică a acestei tehnologii este că poate forma direct eșantionul tridimensional final pe baza modelului de piese de prelucrat importat. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) și Electron Beam Melting (EBM) în imprimarea 3D sunt adesea folosite pentru a procesa dispozitive cu implant de tantal. Echipamentul de procesare LPBF are trei depozite, respectiv depozitul de pulbere, depozitul de formare și depozitul de reciclare. Pulberea metalică trebuie adăugată în depozitul de pulbere în avans înainte de imprimare. În timpul procesării, pulberea este răspândită uniform în depozitul de formare cu o racletă și apoi este procesată prin topire, încălzire și solidificare prin laser sau fascicul de electroni într-o formă predeterminată. Recipientul de pulbere se ridică strat cu strat, recipientul de formare coboară strat cu strat, iar straturile sunt suprapuse și în final se formează.
Tehnologia LPBF poate personaliza implanturile osoase metalice cu forme și dimensiuni potrivite în funcție de zona de tratament a pacientului pentru a satisface nevoile de personalizare personalizate ale pacientului. În timpul procesării, fasciculul laser cu densitate mare de energie scanează strat cu strat în funcție de traiectoria proiectată de model și fiecare strat este suprapus cu precizie în forma țintă, obținând libertate în proiectarea structurii piesei de prelucrat. Tantalul are un punct de topire ridicat, iar metodele tradiționale de prelucrare sunt prea ineficiente pentru a procesa tantalul. Fascicul laser de înaltă energie eliberat instantaneu în timpul procesării LPBF poate topi complet și rapid pulberea de tantal refractar, ceea ce reduce foarte mult dificultatea preparării tantalului biomedical și îmbunătățește implantabilitatea. Eficiența pregătirii, scurtarea ciclului de pregătire preoperatorie. Pulberea nefolosită în timpul procesării poate fi reciclată, iar mostrele imprimate sunt foarte precise. Este necesară doar o cantitate mică de frezare ulterioară, iar rata de utilizare a materialului este mare, ceea ce reduce foarte mult costul de producție al implanturilor de tantal. În plus, LPBF poate realiza pregătirea rapidă a structurilor poroase, rezolvând eficient problemele masei excesive și proprietăților mecanice nepotrivite ale dispozitivelor implantabile cu tantal solid.
Produsele noastre
Factori care afectează imprimarea 3D a tantalului medical
Implanturile metalice medicale de tantal pregătite prin imprimare 3D trebuie să optimizeze continuu proprietățile mecanice și proprietățile biologice pentru a răspunde nevoilor aplicațiilor practice și pentru a evita riscurile potențiale. În această etapă, tantalul de imprimare 3D trebuie îmbunătățit în continuare în următoarele două aspecte:
(1) Implanturile trebuie să răspundă nevoilor individuale ale diferiților pacienți și să realizeze o potrivire bună cu diferite părți deteriorate și oase deformate. Prin urmare, tehnologia de procesare a produsului ar trebui să aibă un grad ridicat de libertate pentru a reduce restricțiile privind forma și dimensiunea produsului. Implantul trebuie să ofere suport mecanic de bază după ce a fost implantat în corpul uman, astfel încât materialul ar trebui să aibă o rezistență și duritate bună. Proprietățile mecanice ale implanturilor metalice medicale de tantal preparate prin imprimare 3D sunt legate de calitatea pulberii prelucrate, parametrii de procesare și tratamentul termic. Proprietățile mecanice corespunzătoare pot fi obținute prin ajustarea parametrilor corespunzători de proces. Cu toate acestea, parametrii procesului sunt legați de performanța reală de formare și de performanța de serviciu a materialului. Relația funcțională este încă neclară și necesită o explorare suplimentară.
(2) Implantul trebuie să servească în corpul uman pentru o lungă perioadă de timp, iar impactul asupra celulelor țesutului uman ar trebui să fie cât mai mic posibil pentru a evita infecția. În această etapă, majoritatea studiilor reglementează structura pentru a îmbunătăți performanța biologică a implanturilor de tantal. Cu toate acestea, designul structural al metalului de tantal imprimat 3D necesită încă cercetări suplimentare.
(3) Oasele umane pot fi împărțite în os cortical și os spongios în funcție de structura lor. Osul cortical este relativ dens și dur și este situat în stratul exterior al osului; osul spongios are o structură trabeculară tridimensională asemănătoare ochiului și este situat în miezul osului. Modulul elastic al tantalului pur depășește în general 100 GPa, care este mult mai mare decât modulul elastic al osului spongios (0,01~1,57 GPa) și al osului cortical (5~23 GPa). Modulul de elasticitate al implantului și al osului uman nu se potrivesc și se vor produce diferite tulpini atunci când sunt supuse la stres, rezultând o deplasare relativă între oase. Implantarea pe termen lung va provoca un efect de „protecție împotriva stresului”. Implantul suportă cea mai mare parte a tensiunii și se poate deforma, afectând durata de viață și performanța acestuia. Lipsa pe termen lung a stimulării presiunii asupra oaselor umane va duce la reducerea activității osteoblastelor și va provoca atrofia neutilizată a oaselor umane. Implantul metalic este proiectat într-o structură poroasă. Prin ajustarea formei și a porozității structurii poroase, modulul elastic poate fi schimbat și pot fi furnizate mai multe locații pentru ca celulele osoase să crească și să adere, ceea ce este favorabil contactului strâns dintre implant și osul spongios. combina.
Carcasă cu implant medical de tantal imprimare 3D
Odată cu avansarea continuă a standardelor medicale și implementarea „Made in China 2025”, noile procese de pregătire reprezentate de fabricarea aditivă au promovat dezvoltarea viguroasă a pieței implanturilor ortopedice din țara mea. Din 2015, țara mea a devenit al doilea cel mai mare consumator de implanturi osoase din lume. În prezent, produsele pentru implant osos pot fi împărțite în categorii pentru coloană, articulații și traume, pe baza scenariilor de utilizare. Dintre acestea, cupele acetabulare (implanturi articulare) și cuștile de fuziune intervertebrală (implanturi spinale) sunt cele cu cea mai rapidă creștere în comercializare. Materialele de fabricație a implanturilor osoase includ metale, ceramică, polimeri și materiale carbonice. Tantalul, ca membru al implanturilor osoase metalice, are un mare potențial de dezvoltare.
o. Produse pentru coloana vertebrală
Cercetările clinice privind dispozitivele de implant spinal din tantalu imprimate 3D au fost efectuate în China. În iulie 2021, Spitalul Xijing al Universității Medicale a Forțelor Aeriene a implantat un con de tantal imprimat 3D în locul defect al conului pacientului pentru a promova vindecarea rapidă a locului defect. Deoarece pacientul avea o tumoră la vertebra care continua să comprime coloana vertebrală, a fost necesară o rezecție în bloc posterioară în trei segmente a tumorii coloanei vertebrale și a fost necesar un implant pentru a susține zona defectă. În comparație cu implanturile obișnuite din titan, conurile de tantal au o capacitate mai bună de a promova creșterea în interior a osului, iar modulul lor elastic este mai în concordanță cu osul uman. Prin urmare, spitalul a ales în cele din urmă vertebre artificiale de tantal ca implant. Succesul acestui caz clinic de implant confirmă performanța și fezabilitatea practică a dispozitivelor cu implant integral din tantalu imprimate 3D.
b. Produse comune
Cercetările clinice privind dispozitivele de implant articular cu tantal au fost efectuate anterior. În 2017, Universitatea de Medicină a Armatei a pregătit un tampon de tantal pentru articulația genunchiului prin imprimare 3D și a efectuat o intervenție chirurgicală de înlocuire pe un pacient de 84-ani. Înainte de imprimarea 3D, modelul de implant a fost mai întâi construit pe baza rezultatelor scanării CT ale pacientului, iar implantarea protezei a fost simulată pe computer. După simulări și modificări repetate, s-a realizat tipărirea personalizată. Produsul personalizat personalizat are o suprafață rugoasă și o structură trabeculară, care contribuie la stabilitatea pe termen lung a implantului și a osului uman și oferă rezultate postoperatorii bune.
c. Produse pentru traumatisme
În aprilie 2019, stentul de tantal cu structură trabeculară imprimată 3D dezvoltat de Spitalul Xiangya a fost implantat cu succes într-un pacient cu necroză femurală. Aceasta a fost prima operație de implantare de stent din metal cu tantal din lume. Punctul de contact dintre partea superioară a stentului cu tantal și osul uman este în formă de arc, care este similar cu curbura osului uman. Când stentul este tensionat, există multe puncte de contact cu osul uman, iar presiunea este relativ uniformă, ceea ce poate preveni deteriorarea implantului.
Concluzie
Dezvoltarea tehnologiei de imprimare 3D a oferit un spațiu mai larg pentru aplicarea tantalului în domeniul medical. Piața de aplicare a tantalului se află în prezent într-o etapă de dezvoltare rapidă. Pe de o parte, odată cu progresul continuu al tehnologiei medicale și cu îmbătrânirea populației, cererea de implanturi ortopedice va continua să crească; pe de altă parte, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de imprimare 3D, tipurile și proprietățile materialelor de imprimare vor continua să crească. Crește.
În general, piața tantalului imprimat 3D are perspective largi, dar necesită, de asemenea, inovare tehnologică constantă și supraveghere medicală pentru a-și promova dezvoltarea sănătoasă.
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd. esteun furnizor excelent de metale rare. Materialele includ tantal, niobiu, vanadiu, zirconiu, hafniu și wolfram. Putem furniza diverse profile precum: tije, placi, fire, inele, foi, si tuburi, folie etc.Dacă aveți întrebări despre produs, puteți comunica cu noi în orice moment.
Vânzări
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd.
www.tantalumysjs.com
