Struktura i svojstva 3D tiskanog poroznog tantala

Zbog velike gustoće metalnog tantala, kada se koristi kao materijal za medicinske implantate, obično se predstavlja u obliku porozne strukture, koja ne samo da daje puni značaj izvrsnoj biokompatibilnosti metalnog tantala, već u isto vrijeme pruža i prirodni kanal za rast tkiva s bogatom strukturom pora poroznih materijala. Stoga je još jedno važno područje istraživanja vezano uz 3D ispis poroznog tantala porozni tantal. Međutim, od razvoja 3D tiskanih metala do danas, objavljeno je relativno malo istraživanja o 3D tiskanim poroznim materijalima od tantala. Sveučilište u Leuvenu, Belgija, realiziralo je pripremu poroznih materijala od tantala s ujednačenom strukturom pora korištenjem sferičnog metalnog praha tantala kao sirovine 2015. godine i sveobuhvatno je ocijenilo njihova mehanička svojstva.

Rezultati ispitivanja tlačnog naprezanja-deformacije pokazuju da je granica tečenja 12,7 MPa s 0.6 MPa, plato naprezanje je 21,8 MPa s 0.9 MPa, modul tlačne elastičnosti je 1,22 GPa s 0.07 GPa, a područje platoa krivulja je glatko i nenazubljeno, što ukazuje na to da porozni tantalni materijal pripremljen pomoću SLM-a ima izvrsnu plastičnost, a modul je savršeno usklađen s modulom ljudske spužvaste kosti. Osim toga, granica tlačnog zamora poroznog tantala je 7,35 MPa (10⁶ puta), što pokazuje visoku otpornost na cikličko opterećenje.
Trenutačno se tantal i porozni tantal smatraju najboljim biokompatibilnim materijalima za ortopedske implantate, a kineska primjena 3D tiskanog poroznog tantala prednjači u svijetu. U 2016., pod potporom Ključnog programa za istraživanje i razvoj Ministarstva za Znanost i tehnologiju, Northwest Nonferrous Metals Research Institute (NWNMRI), zajedno s Southwest Hospital, ostvario je prvi svjetski slučaj personalizirane praškaste e-zrake 3D ispisane pripreme tijela poroznog tantalskog implantata i postigao kliničku primjenu. Trenutno, Northwest Nonferrous Metals Research Institute i njemu podređeni Xi'an Sailon Metal Materials Co. su shvatili pokrivenost cijelog industrijskog lanca praškastih sirovina, opreme za formiranje elektronskog snopa i procesa medicinskih poroznih tantalovih implantata.