Τρισδιάστατη εκτύπωση τανταλίου
Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια νέα μέθοδος επεξεργασίας. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό αυτής της τεχνολογίας είναι ότι μπορεί να σχηματίσει απευθείας το τελικό τρισδιάστατο δείγμα με βάση το εισαγόμενο μοντέλο τεμαχίου εργασίας. Το Laser Powder Bed Fusion (LPBF) και το Electron Beam Melting (EBM) σε τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιούνται συχνά για την επεξεργασία συσκευών εμφυτεύματος τανταλίου. Ο εξοπλισμός επεξεργασίας LPBF διαθέτει τρεις αποθήκες, δηλαδή την αποθήκη σκόνης, την αποθήκη μορφοποίησης και την αποθήκη ανακύκλωσης. Η μεταλλική σκόνη πρέπει να προστεθεί εκ των προτέρων στην αποθήκη σκόνης πριν από την εκτύπωση. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, η σκόνη απλώνεται ομοιόμορφα στην αποθήκη διαμόρφωσης με μια ξύστρα και στη συνέχεια επεξεργάζεται με τήξη λέιζερ ή δέσμης ηλεκτρονίων, θέρμανση και στερεοποίηση σε ένα προκαθορισμένο σχήμα. Ο κάδος πούδρας ανεβαίνει στρώμα-στρώμα, ο κάδος σχηματισμού κατεβαίνει στρώμα-στρώμα και τα στρώματα υπερτίθενται και τελικά σχηματίζονται.
Η τεχνολογία LPBF μπορεί να προσαρμόσει τα μεταλλικά οστικά εμφυτεύματα με ταιριαστά σχήματα και μεγέθη ανάλογα με την περιοχή θεραπείας του ασθενούς για να καλύψει τις εξατομικευμένες ανάγκες προσαρμογής του ασθενούς. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, η δέσμη λέιζερ υψηλής ενεργειακής πυκνότητας σαρώνει στρώμα προς στρώμα σύμφωνα με την τροχιά που σχεδιάστηκε από το μοντέλο και κάθε στρώμα τοποθετείται με ακρίβεια στο σχήμα στόχου, επιτυγχάνοντας ελευθερία στο σχεδιασμό της δομής του τεμαχίου εργασίας. Το ταντάλιο έχει υψηλό σημείο τήξης και οι παραδοσιακές μέθοδοι επεξεργασίας είναι πολύ αναποτελεσματικές για την επεξεργασία του τανταλίου. Η δέσμη λέιζερ υψηλής ενέργειας που απελευθερώνεται αμέσως κατά την επεξεργασία του LPBF μπορεί να λιώσει πλήρως και γρήγορα την πυρίμαχη σκόνη τανταλίου, η οποία μειώνει σημαντικά τη δυσκολία παρασκευής βιοϊατρικού τανταλίου και βελτιώνει την εμφύτευση. Αποτελεσματικότητα προετοιμασίας, συντόμευση του προεγχειρητικού κύκλου προετοιμασίας. Η αχρησιμοποίητη σκόνη κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας μπορεί να ανακυκλωθεί και τα τυπωμένα δείγματα είναι εξαιρετικά ακριβή. Απαιτείται μόνο μια μικρή ποσότητα επακόλουθης άλεσης και ο ρυθμός χρήσης του υλικού είναι υψηλός, γεγονός που μειώνει σημαντικά το κόστος κατασκευής των εμφυτευμάτων τανταλίου. Επιπλέον, το LPBF μπορεί να πραγματοποιήσει την ταχεία προετοιμασία πορωδών δομών, επιλύοντας αποτελεσματικά τα προβλήματα υπερβολικής μάζας και ασυμβίβαστων μηχανικών ιδιοτήτων εμφυτεύσιμων συσκευών στερεού τανταλίου.
Τα προϊόντα μας
Παράγοντες που επηρεάζουν την τρισδιάστατη εκτύπωση ιατρικού τανταλίου
Τα ιατρικά μεταλλικά εμφυτεύματα τανταλίου που παρασκευάζονται μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης πρέπει να βελτιστοποιούν συνεχώς τις μηχανικές ιδιότητες και τις βιολογικές ιδιότητες για να ανταποκρίνονται στις ανάγκες πρακτικών εφαρμογών και να αποφεύγουν πιθανούς κινδύνους. Σε αυτό το στάδιο, το ταντάλιο της τρισδιάστατης εκτύπωσης πρέπει να βελτιωθεί περαιτέρω στις ακόλουθες δύο πτυχές:
(1) Τα εμφυτεύματα πρέπει να ανταποκρίνονται στις ατομικές ανάγκες διαφορετικών ασθενών και να επιτυγχάνουν καλή αντιστοιχία με διαφορετικά κατεστραμμένα μέρη και παραμορφωμένα οστά. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία επεξεργασίας προϊόντων θα πρέπει να έχει υψηλό βαθμό ελευθερίας για τη μείωση των περιορισμών στο σχήμα και το μέγεθος του προϊόντος. Το εμφύτευμα πρέπει να παρέχει βασική μηχανική υποστήριξη μετά την εμφύτευση στο ανθρώπινο σώμα, επομένως το υλικό πρέπει να έχει καλή αντοχή και σκληρότητα. Οι μηχανικές ιδιότητες των ιατρικών μεταλλικών εμφυτευμάτων τανταλίου που παρασκευάζονται με τρισδιάστατη εκτύπωση σχετίζονται με την ποιότητα της επεξεργασμένης σκόνης, τις παραμέτρους επεξεργασίας και τη θερμική επεξεργασία. Οι κατάλληλες μηχανικές ιδιότητες μπορούν να ληφθούν ρυθμίζοντας τις αντίστοιχες παραμέτρους της διαδικασίας. Ωστόσο, οι παράμετροι διεργασίας σχετίζονται με την πραγματική απόδοση διαμόρφωσης και την απόδοση συντήρησης του υλικού. Η λειτουργική σχέση είναι ακόμα ασαφής και χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση.
(2) Το εμφύτευμα πρέπει να λειτουργεί στο ανθρώπινο σώμα για μεγάλο χρονικό διάστημα και η επίδραση στα κύτταρα του ανθρώπινου ιστού πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη για να αποφευχθεί η μόλυνση. Σε αυτό το στάδιο, οι περισσότερες μελέτες ρυθμίζουν τη δομή για τη βελτίωση της βιολογικής απόδοσης των εμφυτευμάτων τανταλίου. Ωστόσο, ο δομικός σχεδιασμός του 3D εκτυπωμένου μετάλλου τανταλίου απαιτεί ακόμη περαιτέρω έρευνα.
(3) Τα ανθρώπινα οστά μπορούν να χωριστούν σε φλοιώδες οστό και σπογγώδες οστό ανάλογα με τη δομή τους. Το φλοιώδες οστό είναι σχετικά πυκνό και σκληρό και βρίσκεται στο εξωτερικό στρώμα του οστού. Το σπογγώδες οστό έχει μια τρισδιάστατη δικτυωτή δοκιδωτή δομή και βρίσκεται στον πυρήνα του οστού. Ο συντελεστής ελαστικότητας του καθαρού τανταλίου γενικά υπερβαίνει το 100 GPa, το οποίο είναι πολύ μεγαλύτερο από το μέτρο ελαστικότητας του σπογγώδους οστού (0,01~1,57 GPa) και του φλοιώδους οστού (5~23 GPa). Ο συντελεστής ελαστικότητας του εμφυτεύματος και του ανθρώπινου οστού δεν ταιριάζουν και θα παράγονται διαφορετικά στελέχη όταν υποβάλλονται σε πίεση, με αποτέλεσμα τη σχετική μετατόπιση μεταξύ των οστών. Η μακροχρόνια εμφύτευση θα προκαλέσει ένα αποτέλεσμα "θωράκισης από το στρες". Το εμφύτευμα αντέχει το μεγαλύτερο μέρος της καταπόνησης και μπορεί να παραμορφωθεί, επηρεάζοντας τη διάρκεια ζωής και την απόδοσή του. Η μακροχρόνια έλλειψη διέγερσης πίεσης στα ανθρώπινα οστά θα οδηγήσει σε μειωμένη δραστηριότητα των οστεοβλαστών και θα προκαλέσει ατροφία αχρηστίας των ανθρώπινων οστών. Το μεταλλικό εμφύτευμα έχει σχεδιαστεί σε μια πορώδη δομή. Προσαρμόζοντας το σχήμα και το πορώδες της πορώδους δομής, το μέτρο ελαστικότητας μπορεί να αλλάξει και μπορούν να παρασχεθούν περισσότερες θέσεις για να αναπτυχθούν και να προσκολληθούν τα οστικά κύτταρα, γεγονός που ευνοεί τη στενή επαφή μεταξύ του εμφυτεύματος και του σπογγώδους οστού. συνδυασμός.
Τρισδιάστατη εκτύπωση θήκη εμφυτεύματος ιατρικού τανταλίου
Με τη συνεχή πρόοδο των ιατρικών προτύπων και την εφαρμογή του "Made in China 2025", οι νέες διαδικασίες προετοιμασίας που αντιπροσωπεύονται από την κατασκευή προσθέτων έχουν προωθήσει τη δυναμική ανάπτυξη της αγοράς ορθοπεδικών εμφυτευμάτων της χώρας μου. Από το 2015, η χώρα μου έχει γίνει ο δεύτερος μεγαλύτερος καταναλωτής οστικών εμφυτευμάτων στον κόσμο. Επί του παρόντος, τα προϊόντα εμφυτευμάτων οστών μπορούν να χωριστούν σε κατηγορίες σπονδυλικής στήλης, αρθρώσεων και τραύματος με βάση τα σενάρια χρήσης. Μεταξύ αυτών, τα κύπελλα της κοτύλης (εμφυτεύματα αρθρώσεων) και τα κλουβιά μεσοσπονδυλικής σύντηξης (εμφυτεύματα σπονδυλικής στήλης) είναι τα ταχύτερα αναπτυσσόμενα στην εμπορευματοποίηση. Τα υλικά κατασκευής οστικών εμφυτευμάτων περιλαμβάνουν μέταλλα, κεραμικά, πολυμερή και ανθρακούχα υλικά. Το ταντάλιο, ως μέλος των μεταλλικών οστικών εμφυτευμάτων, έχει μεγάλες δυνατότητες ανάπτυξης.
ένα. Προϊόντα σπονδυλικής στήλης
Κλινική έρευνα σε τρισδιάστατες εκτυπωμένες συσκευές εμφυτεύματος σπονδυλικής στήλης από ταντάλιο έχει πραγματοποιηθεί στην Κίνα. Τον Ιούλιο του 2021, το Νοσοκομείο Xijing του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Πολεμικής Αεροπορίας εμφύτευσε έναν τρισδιάστατο εκτυπωμένο κώνο τανταλίου στο ελαττωματικό σημείο του κώνου του ασθενούς για να προωθήσει την ταχεία επούλωση του ελαττωματικού σημείου. Επειδή ο ασθενής είχε όγκο στον σπόνδυλο που συνέχιζε να συμπιέζει τη σπονδυλική στήλη, απαιτήθηκε οπίσθια εκτομή τριών τμημάτων του όγκου της σπονδυλικής στήλης και χρειάστηκε ένα εμφύτευμα για τη στήριξη της ελαττωματικής περιοχής. Σε σύγκριση με τα κοινά εμφυτεύματα τιτανίου, οι κώνοι τανταλίου έχουν καλύτερη ικανότητα να προάγουν την εσωτερική ανάπτυξη των οστών και το μέτρο ελαστικότητάς τους είναι πιο συνεπές με το ανθρώπινο οστό. Ως εκ τούτου, το νοσοκομείο τελικά επέλεξε τεχνητούς σπονδύλους από ταντάλιο ως εμφύτευμα. Η επιτυχία αυτής της κλινικής περίπτωσης εμφυτεύματος επιβεβαιώνει την απόδοση και την πρακτική σκοπιμότητα των τρισδιάστατων εκτυπωμένων συσκευών εμφυτευμάτων τανταλίου.
σι. Κοινά προϊόντα
Κλινική έρευνα για συσκευές εμφυτεύματος αρθρώσεων τανταλίου διεξήχθη νωρίτερα. Το 2017, το Ιατρικό Πανεπιστήμιο Στρατού ετοίμασε ένα επίθεμα άρθρωσης γονάτου από ταντάλιο μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης και πραγματοποίησε χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης σε ασθενή 84- ετών. Πριν από την τρισδιάστατη εκτύπωση, το μοντέλο εμφυτεύματος κατασκευάστηκε αρχικά με βάση τα αποτελέσματα της αξονικής τομογραφίας του ασθενούς και η εμφύτευση της πρόσθεσης προσομοιώθηκε στον υπολογιστή. Μετά από επανειλημμένες προσομοιώσεις και τροποποιήσεις, πραγματοποιήθηκε εξατομικευμένη εκτύπωση. Το εξατομικευμένο προσαρμοσμένο προϊόν έχει μια τραχιά επιφάνεια και μια δοκιδωτή δομή, η οποία συμβάλλει στη μακροπρόθεσμη σταθερότητα του εμφυτεύματος και του ανθρώπινου οστού και παρέχει καλά μετεγχειρητικά αποτελέσματα.
ντο. Προϊόντα τραύματος
Τον Απρίλιο του 2019, το τρισδιάστατο εκτυπωμένο stent δοκιδωτής δομής τανταλίου που αναπτύχθηκε από το νοσοκομείο Xiangya εμφυτεύθηκε με επιτυχία σε ασθενή με νέκρωση του μηριαίου οστού. Αυτή ήταν η πρώτη χειρουργική επέμβαση εμφύτευσης στεντ μεταλλικού τανταλίου στον κόσμο. Το σημείο επαφής μεταξύ της κορυφής του στεντ από ταντάλιο και του ανθρώπινου οστού έχει σχήμα τόξου, το οποίο μοιάζει με την καμπυλότητα του ανθρώπινου οστού. Όταν το στεντ πιέζεται, υπάρχουν πολλά σημεία επαφής με το ανθρώπινο οστό και η πίεση είναι σχετικά ομοιόμορφη, γεγονός που μπορεί να αποτρέψει τη βλάβη στο εμφύτευμα.
Σύναψη
Η ανάπτυξη της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης έχει προσφέρει έναν ευρύτερο χώρο για την εφαρμογή του τανταλίου στον ιατρικό τομέα. Η αγορά εφαρμογών τανταλίου βρίσκεται επί του παρόντος σε ένα στάδιο ταχείας ανάπτυξης. Αφενός, με τη συνεχή πρόοδο της ιατρικής τεχνολογίας και τη γήρανση του πληθυσμού, η ζήτηση για ορθοπεδικά εμφυτεύματα θα συνεχίσει να αυξάνεται. Από την άλλη πλευρά, με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης, οι τύποι και οι ιδιότητες των υλικών εκτύπωσης θα συνεχίσουν επίσης να αυξάνονται. Αύξηση.
Συνολικά, η αγορά για το τρισδιάστατο εκτυπωμένο ταντάλιο έχει ευρείες προοπτικές, αλλά απαιτεί επίσης συνεχή τεχνολογική καινοτομία και ιατρική επίβλεψη για την προώθηση της υγιούς ανάπτυξής του.
Η Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd. είναιένας εξαιρετικός προμηθευτής σπάνιων μετάλλων. Τα υλικά περιλαμβάνουν ταντάλιο, νιόβιο, βανάδιο, ζιρκόνιο, άφνιο και βολφράμιο. Μπορούμε να παρέχουμε διάφορα προφίλ όπως: ράβδοι, πλάκες, σύρματα, δαχτυλίδια, φύλλα και σωλήνες, φύλλο κ.λπ.Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με το προϊόν, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας ανά πάσα στιγμή.
Εμπορικός
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd.
www.tantalumysjs.com
