การพิมพ์ 3 มิติแทนทาลัม
การพิมพ์ 3 มิติเป็นวิธีการประมวลผลใหม่ คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีนี้คือสามารถสร้างตัวอย่างสามมิติขั้นสุดท้ายได้โดยตรงตามแบบจำลองชิ้นงานที่นำเข้ามา การหลอมผงด้วยเลเซอร์ (LPBF) และการหลอมลำแสงอิเล็กตรอน (EBM) ในการพิมพ์ 3 มิติมักใช้ในการประมวลผลอุปกรณ์ฝังแทนทาลัม อุปกรณ์การประมวลผล LPBF มีคลังสินค้าสามแห่ง ได้แก่ คลังสินค้าผง คลังสินค้าขึ้นรูป และคลังสินค้ารีไซเคิล จำเป็นต้องเติมผงโลหะลงในคลังสินค้าผงล่วงหน้าก่อนการพิมพ์ ในระหว่างการประมวลผล ผงจะถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอในคลังสินค้าขึ้นรูปด้วยเครื่องขูด จากนั้นจึงประมวลผลด้วยการหลอมด้วยเลเซอร์หรือลำแสงอิเล็กตรอน การให้ความร้อนและการแข็งตัวเป็นรูปร่างที่กำหนดไว้ ถังผงจะลอยขึ้นเป็นชั้นๆ ถังขึ้นรูปจะเลื่อนลงเป็นชั้นๆ และชั้นต่างๆ จะซ้อนทับกันและก่อตัวในที่สุด
เทคโนโลยี LPBF สามารถปรับแต่งกระดูกโลหะเทียมให้มีรูปร่างและขนาดที่ตรงกันตามบริเวณการรักษาของผู้ป่วย เพื่อตอบสนองความต้องการปรับแต่งส่วนบุคคลของผู้ป่วย ในระหว่างการประมวลผล ลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงจะสแกนทีละชั้นตามวิถีที่ออกแบบโดยแบบจำลอง และแต่ละชั้นจะซ้อนทับลงในรูปร่างเป้าหมายอย่างแม่นยำ ทำให้การออกแบบโครงสร้างชิ้นงานมีความอิสระ แทนทาลัมมีจุดหลอมเหลวสูง และวิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิมไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอในการประมวลผลแทนทาลัม ลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงที่ปล่อยออกมาทันทีในระหว่างการประมวลผล LPBF สามารถหลอมผงแทนทาลัมที่ทนไฟได้อย่างสมบูรณ์และรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการเตรียมแทนทาลัมทางการแพทย์ได้อย่างมาก และปรับปรุงความสามารถในการฝัง ประสิทธิภาพในการเตรียม ลดรอบการเตรียมการก่อนการผ่าตัด ผงที่ไม่ได้ใช้ระหว่างการประมวลผลสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และตัวอย่างที่พิมพ์ออกมามีความแม่นยำสูง ต้องใช้การบดเพียงเล็กน้อยในภายหลัง และอัตราการใช้วัสดุสูง ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตของรากฟันเทียมแทนทาลัมได้อย่างมาก นอกจากนี้ LPBF ยังสามารถเตรียมโครงสร้างที่มีรูพรุนได้อย่างรวดเร็ว ช่วยแก้ปัญหามวลส่วนเกินและคุณสมบัติเชิงกลที่ไม่ตรงกันของอุปกรณ์ฝังแทนทาลัมแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สินค้าของเรา
ปัจจัยที่มีผลต่อการพิมพ์ 3 มิติของแทนทาลัมทางการแพทย์
การปลูกถ่ายโลหะทางการแพทย์แทนทาลัมที่เตรียมโดยการพิมพ์ 3 มิติจำเป็นต้องปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติทางชีวภาพอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการในการใช้งานจริงและหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น ในขั้นตอนนี้ การพิมพ์แทนทาลัมแบบ 3 มิติจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมในสองด้านต่อไปนี้:
(1) การปลูกถ่ายต้องตอบสนองความต้องการของผู้ป่วยแต่ละรายและเข้ากันได้ดีกับชิ้นส่วนที่เสียหายและกระดูกผิดรูปที่แตกต่างกัน ดังนั้นเทคโนโลยีการประมวลผลผลิตภัณฑ์ควรมีอิสระในระดับสูงเพื่อลดข้อจำกัดในการออกแบบรูปร่างและขนาดของผลิตภัณฑ์ การปลูกถ่ายต้องให้การสนับสนุนทางกลพื้นฐานหลังจากปลูกถ่ายเข้าไปในร่างกายมนุษย์ ดังนั้นวัสดุจึงควรมีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี คุณสมบัติทางกลของการปลูกถ่ายโลหะทางการแพทย์แทนทาลัมที่เตรียมโดยการพิมพ์ 3 มิติเกี่ยวข้องกับคุณภาพของผงที่ผ่านการแปรรูป พารามิเตอร์การประมวลผล และการอบชุบด้วยความร้อน คุณสมบัติทางกลที่เหมาะสมสามารถรับได้โดยการปรับพารามิเตอร์กระบวนการที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์กระบวนการเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพการขึ้นรูปจริงและประสิทธิภาพการใช้งานของวัสดุ ความสัมพันธ์ในการทำงานยังไม่ชัดเจนและต้องการการสำรวจเพิ่มเติม
(2) อิมแพลนต์ต้องทำหน้าที่ในร่างกายมนุษย์เป็นเวลานาน และผลกระทบต่อเซลล์เนื้อเยื่อของมนุษย์ควรน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการติดเชื้อ ในระยะนี้ การศึกษาส่วนใหญ่ควบคุมโครงสร้างเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพทางชีวภาพของอิมแพลนต์แทนทาลัม อย่างไรก็ตาม การออกแบบโครงสร้างของโลหะแทนทาลัมที่พิมพ์ 3 มิติยังคงต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม
(3) กระดูกของมนุษย์สามารถแบ่งตามโครงสร้างได้เป็นกระดูกคอร์ติคัลและกระดูกพรุน กระดูกคอร์ติคัลมีความหนาแน่นและแข็งค่อนข้างมาก และอยู่ในชั้นนอกของกระดูก กระดูกพรุนมีโครงสร้างตาข่ายสามมิติคล้ายตาข่าย และอยู่ในแกนกลางของกระดูก โดยทั่วไปแล้ว โมดูลัสยืดหยุ่นของแทนทาลัมบริสุทธิ์จะเกิน 100 GPa ซึ่งมากกว่าโมดูลัสยืดหยุ่นของกระดูกพรุน (0.01~1.57 GPa) และกระดูกคอร์ติคัล (5~23 GPa) มาก โมดูลัสยืดหยุ่นของรากเทียมและกระดูกของมนุษย์ไม่ตรงกัน และความเครียดที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นเมื่อได้รับแรง ส่งผลให้กระดูกเคลื่อนตัวสัมพันธ์กัน การฝังในระยะยาวจะทำให้เกิดผล "การป้องกันความเครียด" รากเทียมจะรับความเครียดส่วนใหญ่และอาจเสียรูป ส่งผลต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพ การขาดแรงกระตุ้นต่อกระดูกของมนุษย์ในระยะยาวจะส่งผลให้กิจกรรมของออสติโอบลาสต์ลดลงและทำให้กระดูกของมนุษย์ฝ่อลงเนื่องจากไม่ได้ใช้งาน รากเทียมโลหะได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างพรุน โดยการปรับรูปร่างและความพรุนของโครงสร้างพรุน โมดูลัสของความยืดหยุ่นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ และสามารถกำหนดตำแหน่งเพิ่มเติมสำหรับการเจริญเติบโตและยึดเกาะของเซลล์กระดูกได้ ซึ่งจะทำให้รากเทียมและกระดูกพรุนสัมผัสกันอย่างใกล้ชิด
เคสฝังแทนทาลัมทางการแพทย์แบบพิมพ์ 3 มิติ
ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของมาตรฐานทางการแพทย์และการนำ "Made in China 2025" มาใช้ กระบวนการเตรียมการใหม่ที่แสดงโดยการผลิตแบบเติมแต่งได้ส่งเสริมการพัฒนาอย่างเข้มแข็งของตลาดการปลูกถ่ายกระดูกในประเทศของฉัน ตั้งแต่ปี 2015 ประเทศของฉันได้กลายเป็นผู้บริโภคการปลูกถ่ายกระดูกรายใหญ่เป็นอันดับสองของโลก ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์การปลูกถ่ายกระดูกสามารถแบ่งออกได้เป็นประเภทกระดูกสันหลัง ข้อต่อ และการบาดเจ็บตามสถานการณ์การใช้งาน ในจำนวนนั้น ถ้วยเอซิทาบูลาร์ (การปลูกถ่ายข้อต่อ) และกรงเชื่อมกระดูกสันหลัง (การปลูกถ่ายกระดูกสันหลัง) มีการเติบโตเร็วที่สุดในการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ วัสดุที่ใช้ในการผลิตการปลูกถ่ายกระดูก ได้แก่ โลหะ เซรามิก โพลิเมอร์ และวัสดุคาร์บอน แทนทาลัม ซึ่งเป็นสมาชิกของการปลูกถ่ายกระดูกโลหะ มีศักยภาพในการพัฒนาที่ยอดเยี่ยม
ก. ผลิตภัณฑ์เกี่ยวกับกระดูกสันหลัง
การวิจัยทางคลินิกเกี่ยวกับอุปกรณ์ปลูกถ่ายกระดูกสันหลังแบบ 3 มิติที่ทำจากแทนทาลัมทั้งหมดได้ดำเนินการในประเทศจีน ในเดือนกรกฎาคม 2021 โรงพยาบาล Xijing ของมหาวิทยาลัยการแพทย์กองทัพอากาศได้ปลูกถ่ายกรวยแทนทาลัมที่พิมพ์ 3 มิติเข้าไปในบริเวณที่กรวยผิดปกติของผู้ป่วยเพื่อส่งเสริมการรักษาบริเวณที่บกพร่องอย่างรวดเร็ว เนื่องจากผู้ป่วยมีเนื้องอกในกระดูกสันหลังที่ยังคงกดทับกระดูกสันหลัง จึงจำเป็นต้องผ่าตัดเนื้องอกในกระดูกสันหลังแบบ 3 ส่วนหลังและปลูกถ่ายเพื่อรองรับบริเวณที่บกพร่อง เมื่อเปรียบเทียบกับการปลูกถ่ายไททาเนียมทั่วไป กรวยแทนทาลัมมีความสามารถในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของกระดูกได้ดีกว่า และโมดูลัสความยืดหยุ่นของกรวยแทนทาลัมมีความสอดคล้องกับกระดูกของมนุษย์มากกว่า ดังนั้น ในที่สุด โรงพยาบาลจึงเลือกกระดูกสันหลังเทียมแทนทาลัมเป็นการปลูกถ่าย ความสำเร็จของกรณีการปลูกถ่ายทางคลินิกนี้ยืนยันถึงประสิทธิภาพและความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของอุปกรณ์ปลูกถ่ายแบบ 3 มิติที่ทำจากแทนทาลัมทั้งหมด
ข. ผลิตภัณฑ์ร่วม
ก่อนหน้านี้ ได้มีการทำการวิจัยทางคลินิกเกี่ยวกับอุปกรณ์ปลูกถ่ายข้อเทียมแทนทาลัม ในปี 2017 มหาวิทยาลัยการแพทย์ของกองทัพได้เตรียมแผ่นรองข้อเข่าแทนทาลัมด้วยการพิมพ์ 3 มิติ และทำการผ่าตัดเปลี่ยนข้อให้กับผู้ป่วยอายุ 84- ปี ก่อนจะมีการพิมพ์ 3 มิติ แบบจำลองการปลูกถ่ายจะถูกสร้างขึ้นก่อนโดยอิงจากผลการสแกน CT ของผู้ป่วย และจำลองการปลูกถ่ายข้อเทียมบนคอมพิวเตอร์ หลังจากจำลองและปรับเปลี่ยนซ้ำแล้วซ้ำเล่า จึงทำการพิมพ์แบบเฉพาะบุคคล ผลิตภัณฑ์แบบเฉพาะบุคคลนี้มีพื้นผิวขรุขระและโครงสร้างเป็นโพรง ซึ่งช่วยให้รากเทียมและกระดูกมนุษย์มีความเสถียรในระยะยาว และให้ผลลัพธ์หลังการผ่าตัดที่ดี
ค. ผลิตภัณฑ์ที่ทำให้ได้รับบาดเจ็บ
ในเดือนเมษายน 2019 สเตนต์แทนทาลัมโครงสร้างเนื้อเยื่อกระดูกที่พิมพ์ 3 มิติซึ่งพัฒนาโดยโรงพยาบาลเซียงหยาประสบความสำเร็จในการฝังเข้าไปในผู้ป่วยที่มีเนื้อตายบริเวณต้นขา นับเป็นการผ่าตัดฝังสเตนต์แทนทาลัมโลหะครั้งแรกของโลก จุดสัมผัสระหว่างส่วนบนของสเตนต์แทนทาลัมกับกระดูกมนุษย์มีรูปร่างโค้ง ซึ่งคล้ายกับความโค้งของกระดูกมนุษย์ เมื่อสเตนต์ได้รับแรงกด จะมีจุดสัมผัสหลายจุดกับกระดูกมนุษย์ และแรงกดจะค่อนข้างสม่ำเสมอ ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายต่อสเตนต์ได้
บทสรุป
การพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติทำให้มีพื้นที่กว้างขึ้นสำหรับการประยุกต์ใช้แทนทาลัมในสาขาการแพทย์ ตลาดการประยุกต์ใช้แทนทาลัมอยู่ในขั้นตอนของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในแง่หนึ่ง ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีทางการแพทย์และประชากรสูงอายุ ความต้องการการปลูกถ่ายกระดูกจะยังคงเพิ่มขึ้น ในอีกแง่หนึ่ง ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ประเภทและคุณสมบัติของวัสดุพิมพ์จะยังคงเพิ่มขึ้นเช่นกัน
โดยรวมแล้ว ตลาดแทนทาลัมที่พิมพ์ 3 มิติมีแนวโน้มที่กว้าง แต่ยังต้องมีนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการดูแลทางการแพทย์อย่างต่อเนื่องเพื่อส่งเสริมการพัฒนาที่สมบูรณ์แข็งแรง
บริษัท Baoji Yusheng Metal Technology จำกัดซัพพลายเออร์โลหะหายากชั้นนำ วัสดุที่มีจำหน่าย ได้แก่ แทนทาลัม ไนโอเบียม วาเนเดียม เซอร์โคเนียม แฮฟเนียม และทังสเตน เราสามารถจัดหาโปรไฟล์ต่างๆ เช่น แท่ง แผ่น ลวด แหวน แผ่น และท่อ ฟอยล์ เป็นต้นหากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ คุณสามารถติดต่อเราได้ตลอดเวลา
ฝ่ายขาย
บริษัท เป่าจี้ ยู่เฉิง เมทัล เทคโนโลยี จำกัด
www.tantalumysjs.com
