Aste di tantalio poroso

Gli scienziati hanno confermato attraverso la coltura cellulare che gli osteoblasti hanno una reazione di legame con il tantalio metallico puro e che il tantalio è un metallo con biocompatibilità a lungo termine. Negli ultimi anni il tantalio metallico poroso ricavato dal tantalio è stato ampiamente utilizzato nel campo dell'ortopedia. Con una porosità complessiva interconnessa dal 75 all'80 percento e una dimensione media dei pori di 430 μm, gli impianti al tantalio raggiungono una buona fissazione biologica con l'osso e sono adatti per una rapida crescita dei tessuti nel corpo umano. Tuttavia, a causa delle limitazioni del processo di preparazione e lavorazione, gli attuali impianti di tantalio poroso hanno un singolo canale poroso e una struttura irregolare dei pori e non sono controllabili; la distribuzione della struttura dei pori non è uniforme e la connettività dei pori è scarsa, con conseguenti proprietà meccaniche scadenti degli impianti in tantalio poroso corrispondenti all'osso umano e scarse prestazioni di osteoconduttività e osteointegrazione, che ne limitano l'applicazione e le prestazioni in campo ortopedico.

La nostra fabbrica offre un'asta di tantalio poroso, che appartiene al campo della tecnologia dei materiali per impianti umani. Questa barra di tantalio poroso comprende una sezione filettata e una sezione di pori a più stadi; la sezione filettata ha una lunghezza di 30 mm e un diametro di 14 m, mentre la sezione dei pori multistadio ha una lunghezza di 70 mm e un diametro di 10 mm. La sezione filettata e la sezione del poro a più stadi sono attraversate da un poro circolare tridimensionale; il diametro del poro circolare tridimensionale varia da 100 a 1000 μm e il diametro del poro del poro circolare è distribuito in un gradiente da piccolo a grande dalla sezione filettata alla sezione del poro a più stadi.

L'asta ha una distribuzione gradiente di pori tridimensionali e la distribuzione dei pori sull'asta di tantalio è uniforme e controllabile, il che promuove l'osteoconduttività e l'osteointegrazione e la struttura dei pori può essere regolata e le proprietà meccaniche come il modulo di elasticità può essere regolata, che è più vicina alle proprietà dello scheletro umano, senza il problema della schermatura dello stress. Molti dati mostrano che le nostre aste di tantalio poroso hanno una resistenza alla compressione di 120-180 MPa, un modulo di elasticità di 10-20 GPa e una porosità del 75-85 percento.

Di seguito sono riportati i passaggi specifici.

(1) Costruire un modello tridimensionale dell'asta di tantalio poroso in un modello software tridimensionale.

(2) Dopo la direzione di stampa del modello tridimensionale ottenuto e l'impostazione del substrato, stratificazione di detto modello tridimensionale, detta stratificazione comprendendo la divisione del modello tridimensionale in più strati di strutture tridimensionali dello stesso spessore lungo la stampa direzione, salvando e importando un file nel formato corrispondente.

(3) Importazione del file di formato ottenuto in una stampante 3D per la stampa 3D per ottenere aste di tantalio porose.

Un modello 3D dell'asta di tantalio poroso di cui sopra è costruito in un modello software 3D. Non vi è alcuna limitazione particolare al metodo per ottenere il modello 3D, è sufficiente utilizzare un software di costruzione di modelli 3D noto agli esperti del settore, purché sia ​​possibile costruire un modello 3D che corrisponda bene a detto tantalio poroso asta.

Dopo aver ottenuto il modello tridimensionale, viene determinata la direzione di stampa del modello tridimensionale e viene impostato il supporto, quindi viene stratificato il modello tridimensionale, che consiste nel dividere il modello tridimensionale in più strati dello stesso spessore lungo il senso di stampa, salvando e importando il file nel formato corrispondente.

Non ci sono particolari restrizioni sulla direzione di stampa, è sufficiente che le bacchette di tantalio poroso siano stampate in perfette condizioni. Non ci sono restrizioni speciali sul materiale del substrato, è possibile utilizzare qualsiasi materiale, in particolare, ad esempio, il titanio.

Il principio della stampa 3D consiste nel deporre uno strato di polvere metallica di tantalio sul substrato con una spatola, quindi irradiare rapidamente la polvere con un raggio laser sotto il controllo di un oscilloscopio a scansione in un determinato percorso, facendola sciogliere e solidificare, formando uno strato di rivestimento metallurgico, quindi abbassare il substrato alla stessa altezza dello spessore del singolo strato depositato e stendere uno strato di polvere per la lavorazione a scansione laser, ripetendo questo processo fino alla fine dell'intera formatura della barra di tantalio.

Dopo il processo di stratificazione, lo spessore di ogni strato è preferibilmente<0.3 15=" 45=" mm.=" 3d=" printing=" parameters=" preferably=" include=" laser=" and=" substrate=" temperature.=" "="" the="" material="" is="" a="" spherical="" tantalum="" powder="" of="" to="" has="" purity="">99,9 per cento, un contenuto di ossigeno di<500 a="" sphericity="" of="">90 e una portata Hall di<10s>

Tra i parametri laser, il punto sfocato positivo è preferibilmente 135 μm, la velocità è preferibilmente 150 mm/s, l'interlinea è preferibilmente 0,15 mm e la potenza è preferibilmente 250 w.

La temperatura del substrato è preferibilmente > 60 gradi, ulteriormente preferibilmente 100 gradi.

Non ci sono limitazioni speciali sul modello della stampante 3D, è possibile utilizzare qualsiasi modello. Preferibilmente, viene utilizzata una stampante 3d con numero di modello fs271m.

Il metodo utilizza polvere di tantalio puro come materia prima per la stampa 3d di barre di tantalio, che garantisce la densa densità delle barre di tantalio solido e assicura che la barra di ta porosa abbia eccellenti proprietà meccaniche; combinato con il fatto che la superficie esterna delle aste porose ta ha fori rotondi con una dimensione dei pori gradiente, la biocompatibilità delle aste porose tantalio è migliorata.

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