3D-tulostus tantaali
3D-tulostus on uusi käsittelymenetelmä. Tämän tekniikan merkittävin ominaisuus on, että se voi muodostaa suoraan lopullisen kolmiulotteisen näytteen tuodun työkappalemallin perusteella. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) ja Electron Beam Melting (EBM) 3D-tulostuksessa käytetään usein tantaali-implanttilaitteiden käsittelyyn. LPBF-käsittelylaitteistossa on kolme varastoa, nimittäin jauhevarasto, muovausvarasto ja kierrätysvarasto. Metallijauhetta tulee lisätä jauhevarastoon etukäteen ennen painamista. Käsittelyn aikana jauhe levitetään tasaisesti muodostusvarastossa kaapimella, minkä jälkeen se käsitellään laser- tai elektronisuihkusulattamalla, kuumentamalla ja jähmettämällä ennalta määrättyyn muotoon. Jauheastia nousee kerros kerrokselta, muodostusastia laskeutuu kerros kerrokselta, ja kerrokset asetetaan päällekkäin ja lopuksi muodostetaan.
LPBF-teknologian avulla voidaan räätälöidä metallisia luuimplantteja muodoltaan ja kokoisina potilaan hoitoalueen mukaan vastaamaan potilaan henkilökohtaisia räätälöintitarpeita. Prosessoinnin aikana korkean energiatiheyden lasersäde skannaa kerros kerrokselta mallin suunnitteleman liikeradan mukaisesti ja jokainen kerros asettuu tarkasti kohdemuotoon, jolloin työkappaleen rakenteen suunnittelussa saavutetaan vapaus. Tantaalilla on korkea sulamispiste, ja perinteiset käsittelymenetelmät ovat liian tehottomia tantaalin käsittelyyn. Heti LPBF-käsittelyn aikana vapautuva korkeaenerginen lasersäde voi sulattaa tulenkestävän tantaalijauheen kokonaan ja nopeasti, mikä vähentää huomattavasti biolääketieteellisen tantaalin valmistamisen vaikeutta ja parantaa implantoitavuutta. Valmistelutehokkuus, lyhentää preoperatiivista valmistelusykliä. Käsittelyn aikana käyttämättä jäänyt jauhe voidaan kierrättää, ja painetut näytteet ovat erittäin tarkkoja. Vain pieni määrä myöhempää jyrsintää tarvitaan ja materiaalin käyttöaste on korkea, mikä vähentää huomattavasti tantaali-implanttien valmistuskustannuksia. Lisäksi LPBF voi toteuttaa huokoisten rakenteiden nopean valmistuksen, mikä ratkaisee tehokkaasti kiinteän tantaalin implantoitavien laitteiden liiallisen massan ja epäsopimattomien mekaanisten ominaisuuksien ongelmat.
Tuotteemme
Lääketieteellisen tantaalin 3D-tulostukseen vaikuttavat tekijät
3D-tulostuksella valmistettujen lääketieteellisten tantaalimetalli-implanttien on jatkuvasti optimoitava mekaanisia ominaisuuksia ja biologisia ominaisuuksia, jotta ne vastaisivat käytännön sovellusten tarpeita ja vältytään mahdollisilta riskeiltä. Tässä vaiheessa 3D-tulostuksen tantaalia on parannettava edelleen seuraavien kahden näkökohdan osalta:
(1) Implanttien on vastattava eri potilaiden yksilöllisiä tarpeita ja saavutettava hyvä yhteensopivuus erilaisten vaurioituneiden osien ja epämuodostuneiden luiden kanssa. Siksi tuotteen käsittelytekniikalla tulisi olla suuri vapaus vähentää tuotteen muotoa ja kokoa koskevia rajoituksia. Implanttien on annettava mekaaninen perustuki sen jälkeen, kun se on istutettu ihmiskehoon, joten materiaalilla tulee olla hyvä lujuus ja sitkeys. 3D-tulostuksella valmistettujen tantaalimetalli-implanttien mekaaniset ominaisuudet liittyvät käsitellyn jauheen laatuun, prosessointiparametreihin ja lämpökäsittelyyn. Sopivat mekaaniset ominaisuudet saadaan säätämällä vastaavia prosessiparametreja. Prosessiparametrit liittyvät kuitenkin materiaalin todelliseen muovaussuorituskykyyn ja palvelusuorituskykyyn. Toiminnallinen suhde on edelleen epäselvä ja vaatii lisäselvitystä.
(2) Implantin on palveltava ihmiskehossa pitkään, ja vaikutuksen ihmisen kudossoluihin tulee olla mahdollisimman pieni tartunnan välttämiseksi. Tässä vaiheessa useimmat tutkimukset säätelevät rakennetta parantaakseen tantaali-implanttien biologista suorituskykyä. 3D-painetun tantaalimetallin rakennesuunnittelu vaatii kuitenkin vielä lisätutkimusta.
(3) Ihmisen luut voidaan jakaa rakenteensa mukaan aivokuoren luuksi ja hohkaluuksi. Kortikaalinen luu on suhteellisen tiheää ja kovaa ja sijaitsee luun ulkokerroksessa; hohkaluolla on kolmiulotteinen verkkomainen trabekulaarinen rakenne ja se sijaitsee luun ytimessä. Puhtaan tantaalin kimmomoduuli ylittää yleensä 100 GPa, mikä on paljon suurempi kuin hohkoluun (0,01-1,57 GPa) ja aivokuoren kimmomoduuli (5-23 GPa). Implantin ja ihmisen luun kimmomoduuli eivät täsmää, ja rasituksen aikana muodostuu erilaisia jännityksiä, mikä johtaa suhteelliseen siirtymään luiden välillä. Pitkäaikainen istutus aiheuttaa "stressisuojauksen" vaikutuksen. Implantti kantaa suurimman osan rasitusta ja voi muuttaa muotoaan, mikä vaikuttaa sen käyttöikään ja suorituskykyyn. Pitkäaikainen painestimulaation puute ihmisen luissa johtaa osteoblastien aktiivisuuden vähenemiseen ja aiheuttaa ihmisen luiden huonokuntoisen surkastumisen. Metalli-implantti on suunniteltu huokoiseen rakenteeseen. Huokoisen rakenteen muotoa ja huokoisuutta säätämällä voidaan muuttaa kimmomoduulia ja tarjota lisää paikkoja luusolujen kasvulle ja kiinnittymiselle, mikä edistää läheistä kosketusta implantin ja hohkoluun välillä. yhdistää.
3D-tulostus lääketieteelliseen tantaaliimplanttikoteloon
Lääketieteellisten standardien jatkuvan kehittymisen ja "Made in China 2025" -mallin käyttöönoton myötä uudet valmistusprosessit, joita edustaa lisäainevalmistus, ovat edistäneet kotimaani ortopedisten implanttien markkinoiden voimakasta kehitystä. Vuodesta 2015 lähtien maastani on tullut maailman toiseksi suurin luuimplanttien kuluttaja. Tällä hetkellä luuimplanttituotteet voidaan jakaa käyttöskenaarioiden perusteella selkä-, nivel- ja traumaluokkiin. Näistä acetabular kupit (nivelimplantit) ja nikamien väliset fuusiohäkit (selkäistutteet) ovat kaupallistamisen nopeimmin kasvavia. Luuimplanttien valmistusmateriaaleja ovat metallit, keramiikka, polymeerit ja hiilipitoiset materiaalit. Tantaalilla on metallisten luuimplanttien jäsenenä suuri kehityspotentiaali.
a. Selkärangan tuotteet
Kiinassa on tehty kliinistä tutkimusta 3D-tulostetuista tantaalisista selkärangan implanteista. Heinäkuussa 2021 ilmavoimien lääketieteellisen yliopiston Xijingin sairaala istutti 3D-tulostetun tantaalikartion potilaan kartiovauriokohtaan edistääkseen viallisen kohdan nopeaa paranemista. Koska potilaalla oli nikamassa kasvain, joka jatkoi selkärangan puristamista, selkärangan kasvaimesta vaadittiin kolmen segmentin posteriorinen en bloc -resektio, ja implantti vaadittiin tukemaan viallista aluetta. Tavallisiin titaani-implantteihin verrattuna tantaalikartioilla on parempi kyky edistää luun sisäänkasvua, ja niiden kimmomoduuli vastaa paremmin ihmisen luuta. Siksi sairaala valitsi implantiksi lopulta tantaalisen tekonikaman. Tämän kliinisen implanttitapauksen menestys vahvistaa 3D-tulostettujen tantaali-implanttilaitteiden suorituskyvyn ja käytännön toteutettavuuden.
b. Yhteiset tuotteet
Tantaalinivelimplanttilaitteiden kliinistä tutkimusta tehtiin aiemmin. Vuonna 2017 armeijan lääketieteellinen yliopisto valmisti tantaalipolvinivelpehmusteen 3D-tulostuksen avulla ja suoritti korvausleikkauksen 84--vuotiaalle potilaalle. Ennen 3D-tulostusta implanttimalli rakennettiin ensin potilaan TT-tulosten perusteella ja proteesin istutus simuloitiin tietokoneella. Toistuvien simulaatioiden ja modifikaatioiden jälkeen suoritettiin henkilökohtainen tulostus. Henkilökohtaisesti räätälöidyssä tuotteessa on karkea pinta ja trabekulaarinen rakenne, mikä edistää implantin ja ihmisen luun pitkäaikaista vakautta ja tarjoaa hyvät postoperatiiviset tulokset.
c. Trauma tuotteet
Huhtikuussa 2019 Xiangyan sairaalan kehittämä 3D-tulostettu trabekulaarirakenteen tantaalistentti implantoitiin onnistuneesti potilaaseen, jolla oli reisiluun nekroosi. Tämä oli maailman ensimmäinen tantaalimetallistentin implantointileikkaus. Tantaalistentin yläosan ja ihmisen luun välinen kosketuskohta on kaaren muotoinen, mikä on samanlainen kuin ihmisen luun kaarevuus. Kun stenttiä rasitetaan, siinä on monia kosketuskohtia ihmisen luun kanssa ja paine on suhteellisen tasainen, mikä voi estää implantin vaurioitumisen.
Johtopäätös
3D-tulostusteknologian kehitys on tarjonnut laajemman tilan tantaalin soveltamiselle lääketieteen alalla. Tantaalin sovellusmarkkinat ovat tällä hetkellä nopeassa kehitysvaiheessa. Toisaalta lääketieteen tekniikan jatkuvan kehittymisen ja väestön ikääntymisen myötä ortopedisten implanttien kysyntä kasvaa edelleen; toisaalta 3D-tulostusteknologian jatkuvan kehityksen myötä myös tulostusmateriaalien tyypit ja ominaisuudet lisääntyvät edelleen. Lisätä.
Kaiken kaikkiaan 3D-tulostetun tantaalin markkinoilla on laajat näkymät, mutta se vaatii myös jatkuvaa teknologista innovaatiota ja lääketieteellistä valvontaa edistääkseen tervettä kehitystä.
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd. onerinomainen harvinaisten metallien toimittaja. Materiaalit ovat tantaali, niobium, vanadiini, zirkonium, hafnium ja volframi. Voimme tarjota erilaisia profiileja, kuten: tangot, levyt, langat, renkaat, levyt ja putket, folio jne.Jos sinulla on kysyttävää tuotteesta, voit olla meihin yhteydessä milloin tahansa.
Myynti
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd.
www.tantalumysjs.com
