3D печат на тантал
3D принтирането е нов метод за обработка. Най-важната характеристика на тази технология е, че тя може директно да формира крайната триизмерна проба въз основа на импортирания модел на детайла. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) и Electron Beam Melting (EBM) при 3D печат често се използват за обработка на танталови имплантни устройства. Оборудването за обработка на LPBF има три склада, а именно склад за прах, склад за формиране и склад за рециклиране. Металният прах трябва да се добави в склада за прах предварително преди печат. По време на обработката прахът се разпределя равномерно в склада за формиране чрез скрепер и след това се обработва чрез лазерно или електронно лъчево топене, нагряване и втвърдяване в предварително определена форма. Контейнерът за прах се издига слой по слой, формиращият контейнер се спуска слой по слой и слоевете се наслагват и накрая се оформят.
Технологията LPBF може да персонализира метални костни импланти със съответстващи форми и размери според зоната на лечение на пациента, за да отговори на персонализираните нужди на пациента за персонализиране. По време на обработката лазерният лъч с висока енергийна плътност сканира слой по слой според траекторията, проектирана от модела, и всеки слой се наслагва точно в целевата форма, постигайки свобода в дизайна на структурата на детайла. Танталът има висока точка на топене и традиционните методи за обработка са твърде неефективни за обработка на тантал. Високоенергийният лазерен лъч, освободен незабавно по време на обработката на LPBF, може напълно и бързо да разтопи огнеупорния танталов прах, което значително намалява трудността при приготвянето на биомедицински тантал и подобрява възможността за имплантиране. Ефективност на подготовката, съкращаване на цикъла на предоперативна подготовка. Неизползваният прах по време на обработката може да бъде рециклиран, а отпечатаните проби са много точни. Необходимо е само малко количество последващо фрезоване и степента на използване на материала е висока, което значително намалява производствените разходи на танталовите импланти. В допълнение, LPBF може да реализира бързото приготвяне на порести структури, като ефективно решава проблемите с прекомерната маса и несъответстващите механични свойства на устройства за имплантиране от твърд тантал.
Нашите продукти
Фактори, влияещи върху 3D отпечатването на медицински тантал
Медицинските метални импланти от тантал, подготвени чрез 3D печат, трябва непрекъснато да оптимизират механичните свойства и биологичните свойства, за да отговорят на нуждите на практическите приложения и да избегнат потенциални рискове. На този етап 3D печатът на тантал трябва да бъде допълнително подобрен в следните два аспекта:
(1) Имплантите трябва да отговарят на индивидуалните нужди на различните пациенти и да постигнат добро съответствие с различни увредени части и деформирани кости. Следователно технологията за обработка на продукта трябва да има висока степен на свобода, за да се намалят ограниченията върху дизайна на формата и размера на продукта. Имплантът трябва да осигури основна механична опора, след като бъде имплантиран в човешкото тяло, така че материалът трябва да има добра здравина и издръжливост. Механичните свойства на медицинските метални импланти от тантал, изготвени чрез 3D печат, са свързани с качеството на обработения прах, параметрите на обработка и термичната обработка. Подходящите механични свойства могат да бъдат получени чрез регулиране на съответните параметри на процеса. Параметрите на процеса обаче са свързани с действителната производителност на формоване и експлоатационните характеристики на материала. Функционалната връзка все още е неясна и се нуждае от допълнително проучване.
(2) Имплантът трябва да служи в човешкото тяло дълго време и въздействието върху клетките на човешката тъкан трябва да бъде възможно най-малко, за да се избегне инфекция. На този етап повечето проучвания регулират структурата за подобряване на биологичното представяне на танталовите импланти. Въпреки това, структурният дизайн на 3D отпечатан танталов метал все още изисква допълнителни изследвания.
(3) Човешките кости могат да бъдат разделени на кортикална кост и пореста кост според тяхната структура. Кортикалната кост е сравнително плътна и твърда и се намира във външния слой на костта; порестата кост има триизмерна мрежеста трабекуларна структура и е разположена в сърцевината на костта. Модулът на еластичност на чистия тантал обикновено надвишава 100 GPa, което е много по-голямо от модула на еластичност на порестата кост (0,01~1,57 GPa) и кортикалната кост (5~23 GPa). Еластичният модул на импланта и човешката кост не съвпадат и ще се получат различни деформации, когато бъдат подложени на напрежение, което води до относително изместване между костите. Дългосрочната имплантация ще предизвика ефект на "екраниране от стреса". Имплантът понася по-голямата част от напрежението и може да се деформира, което да повлияе на неговия експлоатационен живот и ефективност. Дългосрочната липса на стимулиране на натиск върху човешките кости ще доведе до намалена активност на остеобластите и ще причини атрофия на човешките кости. Металният имплант е проектиран в пореста структура. Чрез регулиране на формата и порьозността на порестата структура, модулът на еластичност може да бъде променен и могат да бъдат осигурени повече места за растеж и залепване на костни клетки, което е благоприятно за близкия контакт между импланта и порестата кост. съчетавам.
Калъф за медицински танталов имплант с 3D печат
С непрекъснатия напредък на медицинските стандарти и прилагането на „Произведено в Китай 2025“, новите процеси на подготовка, представени от адитивното производство, насърчиха енергичното развитие на пазара на ортопедични импланти в моята страна. От 2015 г. моята страна стана вторият най-голям потребител на костни импланти в света. Понастоящем продуктите за костни импланти могат да бъдат разделени на гръбначни, ставни и травматични категории въз основа на сценарии за употреба. Сред тях ацетабуларните чашки (ставни импланти) и междупрешленните фузионни клетки (гръбначни импланти) са най-бързо разрастващите се в комерсиализацията. Материалите за производство на костни импланти включват метали, керамика, полимери и въглеродни материали. Танталът, като член на металните костни импланти, има голям потенциал за развитие.
а. Продукти за гръбначен стълб
В Китай са проведени клинични изследвания на 3D отпечатани изцяло танталови гръбначни импланти. През юли 2021 г. болницата Xijing на Медицинския университет на военновъздушните сили имплантира 3D отпечатан танталов конус в дефектното място на конуса на пациента, за да насърчи бързото заздравяване на дефектното място. Тъй като пациентът имаше тумор в прешлена, който продължаваше да притиска гръбначния стълб, се наложи трисегментна задна резекция на един блок на гръбначния тумор и беше необходим имплант за поддържане на дефектната област. В сравнение с обикновените титаниеви импланти, танталовите конуси имат по-добра способност да насърчават врастването на костта и техният модул на еластичност е по-съвместим с човешката кост. Затова болницата най-накрая избра изкуствени прешлени от тантал като имплант. Успехът на този случай на клиничен имплант потвърждава ефективността и практическата осъществимост на 3D отпечатаните изцяло танталови имплантни устройства.
b. Ставни продукти
Клиничните изследвания на устройствата за танталови ставни импланти бяха проведени по-рано. През 2017 г. Армейският медицински университет подготви подложка за колянна става от тантал чрез 3D принтиране и извърши операция за замяна на 84--годишен пациент. Преди 3D отпечатването, моделът на импланта първо беше изграден въз основа на резултатите от КТ на пациента и имплантирането на протезата беше симулирано на компютъра. След многократни симулации и модификации беше извършен персонализиран печат. Персонализираният персонализиран продукт има грапава повърхност и трабекуларна структура, което допринася за дълготрайната стабилност на импланта и човешката кост и осигурява добри следоперативни резултати.
c. Травматични продукти
През април 2019 г. 3D отпечатаният танталов стент с трабекуларна структура, разработен от болница Xiangya, беше успешно имплантиран в пациент с феморална некроза. Това беше първата в света операция за имплантиране на танталов метален стент. Контактната точка между върха на танталовия стент и човешката кост има дъгообразна форма, която е подобна на извивката на човешката кост. Когато стентът е натоварен, има много контактни точки с човешката кост и натискът е относително равномерен, което може да предотврати увреждане на импланта.
Заключение
Развитието на технологията за 3D принтиране предостави по-широко пространство за приложение на тантал в областта на медицината. Пазарът на приложение на тантал в момента е в етап на бързо развитие. От една страна, с непрекъснатия напредък на медицинските технологии и застаряването на населението, търсенето на ортопедични импланти ще продължи да нараства; от друга страна, с непрекъснатото развитие на технологията за 3D печат, видовете и свойствата на печатните материали също ще продължат да се увеличават. Увеличете.
Като цяло пазарът на 3D отпечатан тантал има широки перспективи, но също така изисква постоянни технологични иновации и медицинско наблюдение за насърчаване на здравословното му развитие.
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltdотличен доставчик на редки метали. Материалите включват тантал, ниобий, ванадий, цирконий, хафний и волфрам. Ние можем да предоставим различни профили като: пръти, плочи, телове, пръстени, листове и тръби, фолио и др.Ако имате въпроси относно продукта, можете да се свържете с нас по всяко време.
Продажби
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd.
www.tantalumysjs.com
