طباعة التنتالوم ثلاثية الأبعاد
الطباعة ثلاثية الأبعاد هي طريقة معالجة جديدة. الميزة الأكثر أهمية لهذه التقنية هي أنها يمكن أن تشكل مباشرة العينة النهائية ثلاثية الأبعاد بناءً على نموذج قطعة العمل المستوردة. غالبًا ما يتم استخدام دمج مسحوق الليزر (LPBF) وصهر شعاع الإلكترون (EBM) في الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعالجة أجهزة زرع التنتالوم. تحتوي معدات معالجة LPBF على ثلاثة مستودعات، وهي مستودع المسحوق ومستودع التشكيل ومستودع إعادة التدوير. يجب إضافة مسحوق المعدن إلى مستودع المسحوق مسبقًا قبل الطباعة. أثناء المعالجة، يتم نشر المسحوق بالتساوي في مستودع التشكيل بواسطة مكشطة، ثم تتم معالجته بالليزر أو ذوبان شعاع الإلكترون والتسخين والتصلب في شكل محدد مسبقًا. ترتفع حاوية المسحوق طبقة تلو الأخرى، وتنزل حاوية التشكيل طبقة تلو الأخرى، ويتم فرض الطبقات وتشكيلها أخيرًا.
يمكن لتقنية LPBF تخصيص غرسات العظام المعدنية بأشكال وأحجام متطابقة وفقًا لمنطقة علاج المريض لتلبية احتياجات التخصيص الشخصية للمريض. أثناء المعالجة، يقوم شعاع الليزر عالي الكثافة بالطاقة بمسح طبقة تلو الأخرى وفقًا للمسار الذي صممه النموذج، ويتم فرض كل طبقة بدقة على شكل الهدف، مما يحقق الحرية في تصميم هيكل قطعة العمل. يتمتع التنتالوم بنقطة انصهار عالية، وطرق المعالجة التقليدية غير فعالة للغاية لمعالجة التنتالوم. يمكن لشعاع الليزر عالي الطاقة الذي يتم إطلاقه على الفور أثناء معالجة LPBF أن يذيب مسحوق التنتالوم المقاوم للحرارة بشكل كامل وسريع، مما يقلل بشكل كبير من صعوبة تحضير التنتالوم الطبي الحيوي ويحسن قابلية الزرع. كفاءة التحضير، وتقصير دورة التحضير قبل الجراحة. يمكن إعادة تدوير المسحوق غير المستخدم أثناء المعالجة، والعينات المطبوعة دقيقة للغاية. مطلوب كمية صغيرة فقط من الطحن اللاحق، ومعدل استخدام المواد مرتفع، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة تصنيع غرسات التنتالوم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ LPBF تحقيق التحضير السريع للهياكل المسامية، وحل مشاكل الكتلة الزائدة والخصائص الميكانيكية غير المتطابقة لأجهزة التنتالوم الصلبة القابلة للزرع بشكل فعال.
منتجاتنا
العوامل المؤثرة على الطباعة ثلاثية الأبعاد للتنتالوم الطبي
تحتاج الغرسات المعدنية الطبية المصنوعة من التنتالوم والمُحضَّرة من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تحسين الخواص الميكانيكية والخواص البيولوجية بشكل مستمر لتلبية احتياجات التطبيقات العملية وتجنب المخاطر المحتملة. في هذه المرحلة، يحتاج التنتالوم المصنوع من الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى مزيد من التحسين في الجانبين التاليين:
(1) يجب أن تلبي الغرسات الاحتياجات الفردية للمرضى المختلفين وتحقق تطابقًا جيدًا مع الأجزاء التالفة المختلفة والعظام المشوهة. لذلك، يجب أن تتمتع تقنية معالجة المنتج بدرجة عالية من الحرية لتقليل القيود المفروضة على تصميم شكل المنتج وحجمه. يجب أن توفر الغرسة دعمًا ميكانيكيًا أساسيًا بعد زراعتها في جسم الإنسان، لذلك يجب أن تتمتع المادة بقوة وصلابة جيدتين. ترتبط الخصائص الميكانيكية لغرسات المعدن الطبي التنتالوم المحضرة بالطباعة ثلاثية الأبعاد بجودة المسحوق المعالج ومعلمات المعالجة والمعالجة الحرارية. يمكن الحصول على الخصائص الميكانيكية المناسبة عن طريق ضبط معلمات العملية المقابلة. ومع ذلك، ترتبط معلمات العملية بأداء التشكيل الفعلي وأداء الخدمة للمادة. لا تزال العلاقة الوظيفية غير واضحة وتحتاج إلى مزيد من الاستكشاف.
(2) يجب أن تخدم الغرسة في جسم الإنسان لفترة طويلة، ويجب أن يكون التأثير على خلايا الأنسجة البشرية ضئيلًا قدر الإمكان لتجنب العدوى. في هذه المرحلة، تنظم معظم الدراسات البنية لتحسين الأداء البيولوجي لغرسات التنتالوم. ومع ذلك، لا يزال التصميم الهيكلي لمعادن التنتالوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد يتطلب المزيد من البحث.
(3) يمكن تقسيم العظام البشرية إلى عظام قشرية وعظام إسفنجية وفقًا لبنيتها. العظام القشرية كثيفة وصلبة نسبيًا وتقع في الطبقة الخارجية من العظام؛ العظام الإسفنجية لها بنية إسفنجية ثلاثية الأبعاد تشبه الشبكة وتقع في قلب العظام. تتجاوز معامل المرونة للتنتالوم النقي عمومًا 10 جيجا باسكال، وهو أكبر بكثير من معامل المرونة للعظام الإسفنجية (0.01~1.57 جيجا باسكال) والعظام القشرية (5~23 جيجا باسكال). لا يتطابق معامل المرونة للزرعة والعظام البشرية، وسيتم إنتاج إجهادات مختلفة عند تعرضها للإجهاد، مما يؤدي إلى إزاحة نسبية بين العظام. سيؤدي الزرع طويل الأمد إلى تأثير "حماية الإجهاد". يتحمل الزرع معظم الإجهاد وقد يتشوه، مما يؤثر على عمره الافتراضي وأدائه. سيؤدي الافتقار طويل الأمد لتحفيز الضغط على العظام البشرية إلى انخفاض نشاط الخلايا العظمية ويسبب ضمور عدم الاستخدام للعظام البشرية. تم تصميم الزرع المعدني في بنية مسامية. من خلال تعديل شكل ومسامية البنية المسامية، يمكن تغيير معامل المرونة، وتوفير المزيد من المواقع لخلايا العظام للنمو والالتصاق، مما يساعد على الاتصال الوثيق بين الغرسة والعظم الإسفنجي.
حالة زراعة التنتالوم الطبي باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد
مع التقدم المستمر للمعايير الطبية وتنفيذ "صنع في الصين 2025"، عززت عمليات التحضير الجديدة المتمثلة في التصنيع الإضافي التطور القوي لسوق زراعة العظام في بلدي. منذ عام 2015، أصبحت بلدي ثاني أكبر مستهلك لزراعة العظام في العالم. حاليًا، يمكن تقسيم منتجات زراعة العظام إلى فئات العمود الفقري والمفاصل والصدمات بناءً على سيناريوهات الاستخدام. من بينها، تعد أكواب الحُق (زراعة المفاصل) وأقفاص الاندماج الفقري (زراعة العمود الفقري) الأسرع نموًا في التسويق التجاري. تشمل مواد تصنيع زراعة العظام المعادن والسيراميك والبوليمرات والمواد الكربونية. يتمتع التنتالوم، كعضو في زراعة العظام المعدنية، بإمكانات تطوير كبيرة.
أ. منتجات العمود الفقري
تم إجراء بحث سريري على أجهزة زرع العمود الفقري المطبوعة ثلاثية الأبعاد المصنوعة بالكامل من التنتالوم في الصين. في يوليو 2021، زرع مستشفى Xijing التابع لجامعة القوات الجوية الطبية مخروطًا من التنتالوم مطبوعًا ثلاثي الأبعاد في موقع المخروط المعيب للمريض لتعزيز الشفاء السريع للموقع المعيب. نظرًا لأن المريض يعاني من ورم في الفقرة استمر في ضغط العمود الفقري، فقد تطلب الأمر استئصالًا خلفيًا من ثلاثة أجزاء للورم الشوكي، وكان مطلوبًا زرع لدعم المنطقة المعيبة. بالمقارنة مع غرسات التيتانيوم الشائعة، تتمتع مخاريط التنتالوم بقدرة أفضل على تعزيز نمو العظام، كما أن معامل المرونة الخاص بها أكثر اتساقًا مع العظام البشرية. لذلك، اختار المستشفى أخيرًا فقرات التنتالوم الاصطناعية كغرسة. يؤكد نجاح حالة الزرع السريرية هذه على أداء وإمكانية التطبيق العملي لأجهزة زرع التنتالوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد بالكامل.
ب. المنتجات المشتركة
تم إجراء بحث سريري على أجهزة زراعة مفصل التنتالوم في وقت سابق. في عام 2017، أعدت كلية الطب العسكرية وسادة مفصل ركبة التنتالوم من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد وأجرت جراحة استبدال على مريض يبلغ من العمر 84- عامًا. قبل الطباعة ثلاثية الأبعاد، تم بناء نموذج الزرع أولاً بناءً على نتائج فحص التصوير المقطعي المحوسب للمريض، وتم محاكاة زرع الطرف الاصطناعي على الكمبيوتر. بعد عمليات المحاكاة والتعديلات المتكررة، تم إجراء الطباعة الشخصية. يتميز المنتج المخصص المخصص بسطح خشن وبنية إسفنجية، مما يساهم في استقرار الزرع والعظام البشرية على المدى الطويل ويوفر نتائج جيدة بعد الجراحة.
ج. منتجات الصدمات
في أبريل 2019، تم بنجاح زرع دعامة التنتالوم ذات الهيكل الإسفنجي المطبوعة ثلاثية الأبعاد والتي طورها مستشفى Xiangya في مريض يعاني من نخر الفخذ. كانت هذه أول عملية جراحية لزرع دعامة معدنية من التنتالوم في العالم. تكون نقطة التلامس بين الجزء العلوي من دعامة التنتالوم والعظام البشرية على شكل قوس، وهو ما يشبه انحناء العظام البشرية. عندما يتم الضغط على الدعامة، توجد العديد من نقاط التلامس مع العظام البشرية، ويكون الضغط متساويًا نسبيًا، مما قد يمنع تلف الغرسة.
خاتمة
لقد أتاح تطور تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مساحة أوسع لتطبيق التنتالوم في المجال الطبي. إن سوق تطبيق التنتالوم يمر حاليًا بمرحلة من التطور السريع. من ناحية، مع التقدم المستمر في التكنولوجيا الطبية وشيخوخة السكان، سيستمر الطلب على الغرسات العظمية في الزيادة؛ من ناحية أخرى، مع التطور المستمر لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ستستمر أيضًا أنواع وخصائص مواد الطباعة في الزيادة. زيادة.
بشكل عام، يتمتع سوق التنتالوم المطبوع ثلاثي الأبعاد بآفاق واسعة، ولكنه يتطلب أيضًا الابتكار التكنولوجي المستمر والإشراف الطبي لتعزيز تطوره الصحي.
شركة باوجي يوشينغ لتكنولوجيا المعادن المحدودة هيمورد ممتاز للمعادن النادرة. تشمل المواد التنتالوم والنيوبيوم والفاناديوم والزركونيوم والهافنيوم والتنجستن. يمكننا توفير العديد من الأشكال مثل: القضبان والألواح والأسلاك والحلقات والصفائح والأنابيب والرقائق وما إلى ذلك.إذا كان لديك أي أسئلة حول المنتج، يمكنك التواصل معنا في أي وقت.
مبيعات
شركة باوجي يوشينغ لتكنولوجيا المعادن المحدودة
www.tantalumysjs.com
