Тантал для медицинской 3D-печати

Colibrium Additive объявила о партнерстве с Croom Medical и Global Advanced Metals (GAM) для производства танталового порошка для 3D печати имплантатов с помощью машин M2 Colibrium. GAM уже давно является поставщиком тантала, высокопрочного материала, известного своей превосходной биосовместимостью и потенциально лучшей остеоинтеграцией по сравнению с титаном. Трабекулярный тантал имеет модуль упругости, подобный модулю упругости кости, тогда как оксид тантала на поверхности имплантатов обеспечивает стойкость к коррозии в теле и повышает гидрофильность. Материал также обеспечивает высокую рентгеноконтрастность и, как правило, считается нетоксичным.

Тантал использовался в черепно-челюстно-лицевых (CMF), стоматологических и спинальных спондилодезных клетках, а также в бедренных, коленных, плечевых и голеностопных имплантатах – все они хорошо подходят для 3D-печати.

Ирландская компания Croom Medical специализируется на производстве ортопедических имплантатов, производя более 50 000 спондилодезов ежегодно с помощью 3D-печати. Компания работает с оборудованием Renishaw (RenAM 500S), 3D Systems (DMP Flex 350 Dual) и Colibrium (MLab&M2) и работает с аддитивным производством (AM) спинальных устройств уже более десяти лет. Благодаря собственным возможностям HIP, CNC, дизайну и тестированию материалов, Croom Medical может поддерживать клиентов от концепции до полномасштабного производства.

Тантал часто обсуждается, но остается относительно редким в 3D-печати. Croom и GAM стремятся изменить это с помощью M2 от Colibrium. В дополнение к разработке наборов параметров и включению тантала в производство, они сделали дальнейшие шаги. Теперь GAM возвращает неиспользованный танталовый порошок, который затем перерабатывается и становится доступным для использования Croom. Этот процесс переработки мог значительно снизить высокую стоимость танталового порошка.

«Внутренняя чистота и свойства тантала отлично подходят для имплантатов следующего поколения, и мы считаем, что Croom Medical является компанией, которая имеет нужный баланс опыта, возможностей и давних отношений с клиентами, чтобы вывести это на рынок. Мы постоянно инвестируем в исследования и инновации, чтобы расширить пределы производства медицинского оборудования. Несмотря на то что контрактная производственная фирма редко может это сделать, наши инвестиции в технологии будущего подчеркивают нашу приверженность инновациям. Преимущество сотрудничества с GAM состоит в том, что, объединив наши сильные стороны и ресурсы, мы можем предоставить решения, которые удовлетворяют конкретные потребности наших клиентов-производителей комплектного оборудования», – сказал менеджер по исследованиям и разработкам Croom Medical д-р Шейн Киавини.

Сейчас Croom тестирует танталовые имплантаты в сотрудничестве с некоторыми своими клиентами, занимающимися контрактным производством. Исследования показывают, что тантал может играть гораздо большую роль в применении имплантатов. Особенно многообещающими были результаты в межтеловых клетках.

В одном исследовании отмечается, что "в поясничном отделе позвоночника была продемонстрирована эффективность трабекулярного металла для получения спондилодеза и улучшения результатов пациентов после переднего и заднего спондилодеза". Другой подчеркивает «низкий модуль эластичности тантала, близкий к субхондральным и губчатым костям, что приводит к лучшей передаче нагрузки и минимизации явления экранирования напряжения».

Напечатанный на 3D-принтере пористый танталовый фьюжн-кейдж и CVD-фьюжн-кейдж демонстрируют превосходные характеристики с точки зрения скорости сращения, биомеханической стабильности, биосовместимости, остеогенного эффекта и способности к интеграции кости, достигая длительной и стабильной эффективности сращения. Кроме того, напечатанный на 3D-принтере ячеистый танталовый каркас для слияния предлагает уникальные преимущества в создании сложных структурных конструкций, снижении затрат и обеспечении персонализированной настройки, что делает их очень перспективными для будущих клинических применений в спинальной хирургии.

Вес и стоимость могут замедлить его развитие. Однако переработка помогает уменьшить затраты, как и возможность уменьшить массу с помощью аддитивного производства. Кроме того, напечатанные на 3D-принтере танталовые детали могут обеспечивать лучшую прочность, чем изготавливаемые другими методами.

Остеоинтеграция выглядит сильной, как и биосовместимость, и тантал потенциально может быть более безопасной альтернативой определенным сортам титана и кобальт-хрома. Изучение различных подходов к проектированию и новым типам пористости может еще больше повысить роль тантала в медицине.