3डी प्रिंटिंग टैंटालम
3D प्रिंटिंग एक नई प्रोसेसिंग विधि है। इस तकनीक की सबसे खास विशेषता यह है कि यह आयातित वर्कपीस मॉडल के आधार पर सीधे अंतिम त्रि-आयामी नमूना बना सकती है। 3D प्रिंटिंग में लेजर पाउडर बेड फ्यूजन (LPBF) और इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग (EBM) का उपयोग अक्सर टैंटलम इम्प्लांट उपकरणों को प्रोसेस करने के लिए किया जाता है। LPBF प्रोसेसिंग उपकरण में तीन गोदाम होते हैं, अर्थात् पाउडर वेयरहाउस, फॉर्मिंग वेयरहाउस और रिसाइकिलिंग वेयरहाउस। प्रिंटिंग से पहले पाउडर वेयरहाउस में धातु पाउडर को पहले से ही डालना पड़ता है। प्रोसेसिंग के दौरान, पाउडर को एक खुरचनी द्वारा फॉर्मिंग वेयरहाउस में समान रूप से फैलाया जाता है, और फिर लेजर या इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने, गर्म करने और ठोस बनाने के द्वारा पूर्व निर्धारित आकार में प्रोसेस किया जाता है। पाउडर बिन परत दर परत ऊपर उठता है, फॉर्मिंग बिन परत दर परत नीचे उतरता है, और परतें एक दूसरे पर आरोपित होती हैं और अंत में बनती हैं।
एलपीबीएफ तकनीक रोगी के उपचार क्षेत्र के अनुसार मिलान आकार और आकार के साथ धातु की हड्डी प्रत्यारोपण को अनुकूलित कर सकती है ताकि रोगी की व्यक्तिगत अनुकूलन आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। प्रसंस्करण के दौरान, उच्च-ऊर्जा-घनत्व वाली लेजर बीम मॉडल द्वारा डिजाइन किए गए प्रक्षेपवक्र के अनुसार परत दर परत स्कैन करती है, और प्रत्येक परत को लक्ष्य आकार में सटीक रूप से आरोपित किया जाता है, जिससे वर्कपीस संरचना के डिजाइन में स्वतंत्रता प्राप्त होती है। टैंटलम में एक उच्च गलनांक होता है, और पारंपरिक प्रसंस्करण विधियाँ टैंटलम को संसाधित करने के लिए बहुत अक्षम होती हैं। एलपीबीएफ प्रसंस्करण के दौरान तुरंत जारी की गई उच्च-ऊर्जा लेजर बीम दुर्दम्य टैंटलम पाउडर को पूरी तरह से और जल्दी से पिघला सकती है, जो बायोमेडिकल टैंटलम तैयार करने की कठिनाई को बहुत कम कर देती है और प्रत्यारोपण क्षमता में सुधार करती है। तैयारी दक्षता, प्रीऑपरेटिव तैयारी चक्र को छोटा करना। प्रसंस्करण के दौरान अप्रयुक्त पाउडर को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, और मुद्रित नमूने अत्यधिक सटीक होते हैं। बाद की मिलिंग की केवल थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है, और सामग्री उपयोग दर अधिक होती है, जो टैंटलम प्रत्यारोपण की विनिर्माण लागत को बहुत कम कर देती है। इसके अलावा, एलपीबीएफ छिद्रपूर्ण संरचनाओं की तेजी से तैयारी को साकार कर सकता है, जिससे ठोस टैंटालम प्रत्यारोपण उपकरणों के अत्यधिक द्रव्यमान और बेमेल यांत्रिक गुणों की समस्याओं का प्रभावी ढंग से समाधान हो सकता है।
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मेडिकल टैंटालम की 3डी प्रिंटिंग को प्रभावित करने वाले कारक
3डी प्रिंटिंग के माध्यम से तैयार किए गए टैंटालम मेडिकल मेटल इम्प्लांट्स को व्यावहारिक अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने और संभावित जोखिमों से बचने के लिए यांत्रिक गुणों और जैविक गुणों को लगातार अनुकूलित करने की आवश्यकता है। इस स्तर पर, 3डी प्रिंटिंग टैंटालम को निम्नलिखित दो पहलुओं में और बेहतर बनाने की आवश्यकता है:
(1) प्रत्यारोपण को अलग-अलग रोगियों की व्यक्तिगत जरूरतों को पूरा करने और विभिन्न क्षतिग्रस्त भागों और विकृत हड्डियों के साथ एक अच्छा मिलान प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, उत्पाद प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में उत्पाद के आकार और आकार के डिजाइन पर प्रतिबंधों को कम करने के लिए स्वतंत्रता की उच्च डिग्री होनी चाहिए। प्रत्यारोपण को मानव शरीर में प्रत्यारोपित होने के बाद बुनियादी यांत्रिक समर्थन प्रदान करने की आवश्यकता होती है, इसलिए सामग्री में अच्छी ताकत और कठोरता होनी चाहिए। 3 डी प्रिंटिंग द्वारा तैयार टैंटलम मेडिकल मेटल प्रत्यारोपण के यांत्रिक गुण संसाधित पाउडर की गुणवत्ता, प्रसंस्करण मापदंडों और गर्मी उपचार से संबंधित हैं। संबंधित प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करके उपयुक्त यांत्रिक गुण प्राप्त किए जा सकते हैं। हालांकि, प्रक्रिया पैरामीटर सामग्री के वास्तविक निर्माण प्रदर्शन और सेवा प्रदर्शन से संबंधित हैं। कार्यात्मक संबंध अभी भी अस्पष्ट है और आगे की खोज की आवश्यकता है।
(2) प्रत्यारोपण को मानव शरीर में लंबे समय तक काम करने की आवश्यकता होती है, और संक्रमण से बचने के लिए मानव ऊतक कोशिकाओं पर प्रभाव जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए। इस स्तर पर, अधिकांश अध्ययन टैंटलम प्रत्यारोपण के जैविक प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए संरचना को विनियमित करते हैं। हालाँकि, 3D मुद्रित टैंटलम धातु के संरचनात्मक डिज़ाइन को अभी भी और शोध की आवश्यकता है।
(3) मानव हड्डियों को उनकी संरचना के अनुसार कॉर्टिकल बोन और कैंसिलस बोन में विभाजित किया जा सकता है। कॉर्टिकल बोन अपेक्षाकृत सघन और कठोर होती है और हड्डी की बाहरी परत में स्थित होती है; कैंसिलस बोन में त्रि-आयामी जाल जैसी ट्रेबिकुलर संरचना होती है और यह हड्डी के मूल में स्थित होती है। शुद्ध टैंटलम का लोचदार मापांक आम तौर पर 100 GPa से अधिक होता है, जो कैंसिलस बोन (0.01~1.57 GPa) और कॉर्टिकल बोन (5~23 GPa) के लोचदार मापांक से बहुत बड़ा होता है। इम्प्लांट और मानव हड्डी का लोचदार मापांक मेल नहीं खाता है, और तनाव के अधीन होने पर अलग-अलग तनाव उत्पन्न होंगे, जिसके परिणामस्वरूप हड्डियों के बीच सापेक्ष विस्थापन होगा। लंबे समय तक प्रत्यारोपण "तनाव परिरक्षण" प्रभाव पैदा करेगा। इम्प्लांट अधिकांश तनाव को सहन करता है और विकृत हो सकता है, जिससे इसकी सेवा जीवन और प्रदर्शन प्रभावित होता है। मानव हड्डियों पर दबाव उत्तेजना की लंबे समय तक कमी से ऑस्टियोब्लास्ट गतिविधि कम हो जाएगी और मानव हड्डियों का अनुपयोगी शोष हो जाएगा। धातु प्रत्यारोपण एक छिद्रपूर्ण संरचना में डिज़ाइन किया गया है। छिद्रयुक्त संरचना के आकार और छिद्रता को समायोजित करके, लोचदार मापांक को बदला जा सकता है, और हड्डी की कोशिकाओं को बढ़ने और पालन करने के लिए अधिक स्थान प्रदान किए जा सकते हैं, जो प्रत्यारोपण और रद्द हड्डी के बीच घनिष्ठ संपर्क के लिए अनुकूल है।
3D प्रिंटिंग मेडिकल टैंटलम इम्प्लांट केस
चिकित्सा मानकों की निरंतर उन्नति और "मेड इन चाइना 2025" के कार्यान्वयन के साथ, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग द्वारा प्रस्तुत नई तैयारी प्रक्रियाओं ने मेरे देश के आर्थोपेडिक इम्प्लांट बाजार के जोरदार विकास को बढ़ावा दिया है। 2015 से, मेरा देश दुनिया में अस्थि प्रत्यारोपण का दूसरा सबसे बड़ा उपभोक्ता बन गया है। वर्तमान में, अस्थि प्रत्यारोपण उत्पादों को उपयोग परिदृश्यों के आधार पर रीढ़ की हड्डी, संयुक्त और आघात श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से, एसिटाबुलर कप (संयुक्त प्रत्यारोपण) और इंटरवर्टेब्रल फ्यूजन पिंजरे (रीढ़ की हड्डी के प्रत्यारोपण) व्यावसायीकरण में सबसे तेजी से बढ़ रहे हैं। अस्थि प्रत्यारोपण निर्माण सामग्री में धातु, चीनी मिट्टी की चीज़ें, पॉलिमर और कार्बनयुक्त सामग्री शामिल हैं। धातु अस्थि प्रत्यारोपण के सदस्य के रूप में टैंटालम में विकास की काफी संभावनाएं हैं।
क. रीढ़ संबंधी उत्पाद
चीन में 3डी प्रिंटेड ऑल-टैंटलम स्पाइनल इम्प्लांट डिवाइस पर क्लिनिकल रिसर्च की गई है। जुलाई 2021 में, एयर फ़ोर्स मेडिकल यूनिवर्सिटी के ज़ीजिंग अस्पताल ने दोषपूर्ण साइट के तेज़ी से उपचार को बढ़ावा देने के लिए रोगी के शंकु दोषपूर्ण साइट में 3डी प्रिंटेड टैंटलम कोन प्रत्यारोपित किया। चूँकि रोगी के कशेरुका में एक ट्यूमर था जो रीढ़ को लगातार दबा रहा था, इसलिए रीढ़ की हड्डी के ट्यूमर के तीन-खंड वाले पोस्टीरियर एन ब्लॉक रिसेक्शन की आवश्यकता थी, और दोषपूर्ण क्षेत्र को सहारा देने के लिए एक इम्प्लांट की आवश्यकता थी। आम टाइटेनियम इम्प्लांट की तुलना में, टैंटलम कोन में हड्डी के विकास को बढ़ावा देने की बेहतर क्षमता होती है, और उनका इलास्टिक मापांक मानव हड्डी के साथ अधिक सुसंगत होता है। इसलिए, अस्पताल ने आखिरकार इम्प्लांट के रूप में टैंटलम कृत्रिम कशेरुकाओं का चयन किया। इस क्लिनिकल इम्प्लांट केस की सफलता 3डी प्रिंटेड ऑल-टैंटलम इम्प्लांट डिवाइस के प्रदर्शन और व्यावहारिक व्यवहार्यता की पुष्टि करती है।
ख. संयुक्त उत्पाद
टैंटलम संयुक्त प्रत्यारोपण उपकरणों पर नैदानिक अनुसंधान पहले किया गया था। 2017 में, आर्मी मेडिकल यूनिवर्सिटी ने 3D प्रिंटिंग के माध्यम से एक टैंटलम घुटने के जोड़ पैड तैयार किया और एक 84- वर्षीय रोगी पर एक प्रतिस्थापन सर्जरी की। 3D प्रिंटिंग से पहले, रोगी के सीटी स्कैन परिणामों के आधार पर प्रत्यारोपण मॉडल पहले बनाया गया था, और कृत्रिम अंग प्रत्यारोपण को कंप्यूटर पर सिम्युलेट किया गया था। बार-बार सिमुलेशन और संशोधनों के बाद, व्यक्तिगत मुद्रण किया गया था। व्यक्तिगत रूप से अनुकूलित उत्पाद में एक खुरदरी सतह और एक ट्रेबिकुलर संरचना होती है, जो प्रत्यारोपण और मानव हड्डी की दीर्घकालिक स्थिरता में योगदान देती है और अच्छे पोस्टऑपरेटिव परिणाम प्रदान करती है।
सी. आघात उत्पाद
अप्रैल 2019 में, ज़ियांग्या अस्पताल द्वारा विकसित 3 डी प्रिंटेड ट्रेबिकुलर स्ट्रक्चर टैंटलम स्टेंट को फेमोरल नेक्रोसिस वाले एक मरीज में सफलतापूर्वक प्रत्यारोपित किया गया था। यह दुनिया की पहली टैंटलम मेटल स्टेंट इम्प्लांटेशन सर्जरी थी। टैंटलम स्टेंट के शीर्ष और मानव हड्डी के बीच संपर्क बिंदु चाप के आकार का है, जो मानव हड्डी की वक्रता के समान है। जब स्टेंट पर जोर दिया जाता है, तो मानव हड्डी के साथ कई संपर्क बिंदु होते हैं, और दबाव अपेक्षाकृत समान होता है, जो प्रत्यारोपण को नुकसान से बचा सकता है।
निष्कर्ष
3डी प्रिंटिंग तकनीक के विकास ने चिकित्सा क्षेत्र में टैंटलम के अनुप्रयोग के लिए एक व्यापक स्थान प्रदान किया है। टैंटलम का अनुप्रयोग बाजार वर्तमान में तेजी से विकास के चरण में है। एक ओर, चिकित्सा प्रौद्योगिकी की निरंतर उन्नति और आबादी की उम्र बढ़ने के साथ, आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण की मांग में वृद्धि जारी रहेगी; दूसरी ओर, 3डी प्रिंटिंग तकनीक के निरंतर विकास के साथ, मुद्रण सामग्री के प्रकार और गुणों में भी वृद्धि जारी रहेगी। बढ़ना।
कुल मिलाकर, 3डी मुद्रित टैंटालम के बाजार में व्यापक संभावनाएं हैं, लेकिन इसके स्वस्थ विकास को बढ़ावा देने के लिए निरंतर तकनीकी नवाचार और चिकित्सा पर्यवेक्षण की भी आवश्यकता है।
बाओजी युशेंग मेटल टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेडदुर्लभ धातुओं का एक उत्कृष्ट आपूर्तिकर्ता। सामग्रियों में टैंटालम, नियोबियम, वैनेडियम, ज़िरकोनियम, हेफ़नियम और टंगस्टन शामिल हैं। हम विभिन्न प्रोफाइल प्रदान कर सकते हैं जैसे: छड़, प्लेट, तार, अंगूठियां, चादरें, और ट्यूब, पन्नी, आदि।यदि आपके पास उत्पाद के बारे में कोई प्रश्न हैं, तो आप किसी भी समय हमसे संपर्क कर सकते हैं।
बिक्री
बाओजी युशेंग मेटल टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड
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