3D tlač tantal
3D tlač je nový spôsob spracovania. Najvýznamnejšou vlastnosťou tejto technológie je, že dokáže priamo vytvoriť finálnu trojrozmernú vzorku na základe importovaného modelu obrobku. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) a elektrónové lúče (EBM) v 3D tlači sa často používajú na spracovanie tantalových implantátov. Zariadenie na spracovanie LPBF má tri sklady, a to práškový sklad, formovací sklad a recyklačný sklad. Kovový prášok je potrebné pridať do skladu prášku pred tlačou. Pri spracovaní sa prášok rovnomerne rozprestrie vo formovacom sklade škrabkou a následne sa spracuje laserovým alebo elektrónovým lúčom tavením, zahrievaním a tuhnutím do vopred určeného tvaru. Nádoba na prášok stúpa vrstvu po vrstve, formovacia nádoba klesá vrstvu po vrstve a vrstvy sa prekrývajú a nakoniec sa formujú.
Technológia LPBF dokáže prispôsobiť kovové kostné implantáty zodpovedajúcim tvarom a veľkostiam podľa ošetrovanej oblasti pacienta, aby vyhovovali individuálnym potrebám pacienta. Počas spracovania laserový lúč s vysokou energetickou hustotou skenuje vrstvu po vrstve podľa trajektórie navrhnutej modelom a každá vrstva je presne superponovaná do cieľového tvaru, čím sa dosiahne voľnosť pri navrhovaní štruktúry obrobku. Tantal má vysokú teplotu topenia a tradičné metódy spracovania sú príliš neefektívne na spracovanie tantalu. Vysokoenergetický laserový lúč uvoľnený okamžite počas spracovania LPBF môže úplne a rýchlo roztaviť žiaruvzdorný tantalový prášok, čo výrazne znižuje náročnosť prípravy biomedicínskeho tantalu a zlepšuje implantovateľnosť. Účinnosť prípravy, skrátenie cyklu predoperačnej prípravy. Nepoužitý prášok počas spracovania je možné recyklovať a vytlačené vzorky sú vysoko presné. Vyžaduje sa len malé množstvo následného frézovania a miera využitia materiálu je vysoká, čo výrazne znižuje výrobné náklady tantalových implantátov. Okrem toho môže LPBF realizovať rýchlu prípravu poréznych štruktúr, efektívne riešiť problémy nadmernej hmoty a nesúladných mechanických vlastností pevných tantalových implantovateľných zariadení.
Naše produkty
Faktory ovplyvňujúce 3D tlač lekárskeho tantalu
Tantalové medicínske kovové implantáty pripravené pomocou 3D tlače musia neustále optimalizovať mechanické vlastnosti a biologické vlastnosti, aby vyhovovali potrebám praktických aplikácií a vyhýbali sa potenciálnym rizikám. V tejto fáze je potrebné 3D tlač tantalu ďalej vylepšiť v nasledujúcich dvoch aspektoch:
(1) Implantáty musia spĺňať individuálne potreby rôznych pacientov a dosiahnuť dobrú zhodu s rôznymi poškodenými časťami a deformovanými kosťami. Preto by technológia spracovania produktu mala mať vysoký stupeň voľnosti, aby sa znížili obmedzenia týkajúce sa tvaru a veľkosti produktu. Implantát musí po implantácii do ľudského tela poskytnúť základnú mechanickú podporu, takže materiál by mal mať dobrú pevnosť a húževnatosť. Mechanické vlastnosti tantalových medicínskych kovových implantátov pripravených 3D tlačou súvisia s kvalitou spracovaného prášku, parametrami spracovania a tepelným spracovaním. Príslušné mechanické vlastnosti možno získať úpravou zodpovedajúcich parametrov procesu. Parametre procesu však súvisia so skutočným výkonom tvárnenia a prevádzkovým výkonom materiálu. Funkčný vzťah je stále nejasný a vyžaduje ďalšie skúmanie.
(2) Implantát musí slúžiť v ľudskom tele dlhú dobu a vplyv na bunky ľudského tkaniva by mal byť čo najmenší, aby sa zabránilo infekcii. V tejto fáze väčšina štúdií reguluje štruktúru na zlepšenie biologického výkonu tantalových implantátov. Konštrukčný návrh 3D tlačeného tantalového kovu si však stále vyžaduje ďalší výskum.
(3) Ľudské kosti možno podľa stavby rozdeliť na kortikálnu kosť a hubovitú kosť. Kortikálna kosť je pomerne hustá a tvrdá a nachádza sa vo vonkajšej vrstve kosti; hubovitá kosť má trojrozmernú sieťovitú trabekulárnu štruktúru a nachádza sa v jadre kosti. Modul pružnosti čistého tantalu vo všeobecnosti presahuje 100 GPa, čo je oveľa väčší modul ako modul pružnosti hubovitej kosti (0,01~1,57 GPa) a kortikálnej kosti (5~23 GPa). Modul pružnosti implantátu a ľudskej kosti sa nezhodujú a pri vystavení namáhaniu sa vytvárajú rôzne deformácie, čo vedie k relatívnemu posunu medzi kosťami. Dlhodobá implantácia spôsobí efekt „stresového tienenia“. Implantát znáša väčšinu napätia a môže sa deformovať, čo má vplyv na jeho životnosť a výkon. Dlhodobý nedostatok tlakovej stimulácie na ľudské kosti povedie k zníženiu aktivity osteoblastov a spôsobí atrofiu ľudských kostí. Kovový implantát je navrhnutý do poréznej štruktúry. Úpravou tvaru a pórovitosti poréznej štruktúry sa môže zmeniť modul pružnosti a môže byť poskytnutých viac miest pre kostné bunky, do ktorých vrastú a priľnú, čo prispieva k úzkemu kontaktu medzi implantátom a hubovitou kosťou. kombinovať.
Puzdro na lekársky tantalový implantát s 3D tlačou
Vďaka neustálemu zlepšovaniu lekárskych štandardov a implementácii „Made in China 2025“ nové procesy prípravy reprezentované výrobou aditív podporili energický rozvoj trhu s ortopedickými implantátmi v mojej krajine. Od roku 2015 sa moja krajina stala druhým najväčším spotrebiteľom kostných implantátov na svete. V súčasnosti možno produkty kostných implantátov rozdeliť do kategórií chrbtice, kĺbov a úrazov na základe scenárov použitia. Spomedzi nich sú acetabulárne misky (kĺbové implantáty) a intervertebrálne fúzne klietky (miechové implantáty) najrýchlejšie rastúce v komercializácii. Materiály na výrobu kostných implantátov zahŕňajú kovy, keramiku, polyméry a uhlíkaté materiály. Tantal, ako člen kovových kostných implantátov, má veľký rozvojový potenciál.
a. Výrobky z chrbtice
V Číne sa uskutočnil klinický výskum 3D tlačených celotantalových spinálnych implantátov. V júli 2021 nemocnica Xijing Lekárskej univerzity letectva implantovala 3D tlačený tantalový kužeľ do defektného miesta kužeľa pacienta, aby podporila rýchle hojenie defektného miesta. Pretože pacient mal nádor na stavci, ktorý naďalej stláčal chrbticu, bola potrebná trojsegmentová zadná en bloc resekcia nádoru chrbtice a implantát na podporu defektnej oblasti. V porovnaní s bežnými titánovými implantátmi majú tantalové kužele lepšiu schopnosť podporovať vrastanie kosti a ich modul pružnosti je konzistentnejší s ľudskou kosťou. Preto nemocnica nakoniec vybrala ako implantát tantalové umelé stavce. Úspech tohto klinického implantátu potvrdzuje výkonnosť a praktickú realizovateľnosť 3D tlačených celotantalových implantátových zariadení.
b. Spoločné výrobky
Klinický výskum implantátov tantalových kĺbov sa uskutočnil už skôr. V roku 2017 Armádna lekárska univerzita pripravila tantalovú podložku kolenného kĺbu prostredníctvom 3D tlače a vykonala operáciu náhrady u 84-ročného pacienta. Pred 3D tlačou bol model implantátu najprv zostavený na základe výsledkov CT vyšetrenia pacienta a implantácia protézy bola simulovaná na počítači. Po opakovaných simuláciách a úpravách bola vykonaná personalizovaná tlač. Personalizovaný produkt na mieru má drsný povrch a trabekulárnu štruktúru, čo prispieva k dlhodobej stabilite implantátu a ľudskej kosti a poskytuje dobré pooperačné výsledky.
c. Traumatické produkty
V apríli 2019 bol 3D tlačený tantalový stent s trabekulárnou štruktúrou vyvinutý nemocnicou Xiangya úspešne implantovaný pacientovi s femorálnou nekrózou. Išlo o prvú operáciu implantácie tantalového kovového stentu na svete. Kontaktný bod medzi hornou časťou tantalového stentu a ľudskou kosťou má tvar oblúka, ktorý je podobný zakriveniu ľudskej kosti. Keď je stent namáhaný, existuje veľa kontaktných bodov s ľudskou kosťou a tlak je relatívne rovnomerný, čo môže zabrániť poškodeniu implantátu.
Záver
Rozvoj technológie 3D tlače poskytol širší priestor pre uplatnenie tantalu v medicínskej oblasti. Aplikačný trh tantalu je v súčasnosti v štádiu rýchleho rozvoja. Na jednej strane s neustálym pokrokom medicínskej techniky a starnutím populácie bude dopyt po ortopedických implantátoch naďalej narastať; na druhej strane s neustálym rozvojom technológie 3D tlače budú naďalej pribúdať aj druhy a vlastnosti tlačových materiálov. Zvýšiť.
Celkovo má trh s 3D tlačeným tantalom široké vyhliadky, ale vyžaduje si aj neustále technologické inovácie a lekársky dohľad, aby sa podporil jeho zdravý vývoj.
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd. jevynikajúci dodávateľ vzácnych kovov. Materiály zahŕňajú tantal, niób, vanád, zirkónium, hafnium a volfrám. Môžeme poskytnúť rôzne profily, ako sú: tyče, dosky, drôty, krúžky, plechy a rúrky, fólie atď.Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa produktu, môžete s nami kedykoľvek komunikovať.
Predaj
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd.
www.tantalumysjs.com
