Cấu trúc và tính chất của tantalum xốp in 3D

Do mật độ cao của tantalum kim loại, nên khi được sử dụng làm vật liệu cấy ghép y tế, nó thường ở dạng cấu trúc xốp, không chỉ phát huy hết khả năng tương thích sinh học tuyệt vời của tantalum kim loại mà đồng thời còn cung cấp một kênh tự nhiên cho sự phát triển của mô với cấu trúc lỗ chân lông phong phú của vật liệu xốp. Do đó, một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng khác liên quan đến tantalum xốp in 3D là tantalum xốp. Tuy nhiên, kể từ khi kim loại in 3D phát triển cho đến nay, có tương đối ít nghiên cứu được báo cáo về vật liệu tantalum xốp in 3D. Đại học Leuven, Bỉ, đã thực hiện việc điều chế vật liệu tantalum xốp có cấu trúc lỗ rỗng đồng nhất bằng cách sử dụng bột tantalum kim loại hình cầu làm nguyên liệu thô vào năm 2015 và đánh giá toàn diện các tính chất cơ học của chúng.

Kết quả thử nghiệm ứng suất nén - biến dạng cho thấy cường độ chảy là 12,7 MPa s 0.6 MPa, ứng suất ổn định là 21,8 MPa s 0.9 MPa, mô đun đàn hồi nén là 1,22 GPa s 0.07 GPa và vùng cao nguyên của các đường cong nhẵn và không có răng cưa, điều này cho thấy vật liệu tantalum xốp do SLM chuẩn bị có độ dẻo tuyệt vời và mô đun hoàn toàn phù hợp với mô đun xương hủy của con người. Ngoài ra, giới hạn mỏi nén của tantalum xốp là 7,35 MPa (10⁶ lần), cho thấy khả năng chống chịu tải theo chu kỳ cao.
Hiện nay, tantalum và tantalum xốp được coi là vật liệu cấy ghép chỉnh hình tương thích sinh học tốt nhất và ứng dụng tantalum xốp in 3D của Trung Quốc đi đầu thế giới. Năm 2016, dưới sự hỗ trợ của Chương trình Nghiên cứu và Phát triển Trọng điểm của Bộ Khoa học và Công nghệ, Viện Nghiên cứu Kim loại màu Tây Bắc (NWNMRI), cùng với Bệnh viện Tây Nam, đã hoàn thành trường hợp đầu tiên trên thế giới về chuẩn bị cơ thể cấy ghép tantalum xốp in 3D chùm tia điện tử được cá nhân hóa và đạt được ứng dụng lâm sàng. Hiện tại, Viện Nghiên cứu Kim loại màu Tây Bắc và Công ty Vật liệu Kim loại Xi'an Sailon trực thuộc đã nhận ra phạm vi bao phủ của toàn bộ chuỗi công nghiệp gồm nguyên liệu thô dạng bột, thiết bị tạo chùm tia điện tử và quy trình cấy ghép tantalum xốp y tế.