التنتالوم هو عنصر فلزي ، وهو العنصر المقابل لمونومرات المعدن الرمادي الفولاذي ، وهو مقاوم للغاية للتآكل ، في كل من الظروف الباردة والساخنة ، ولا يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك ، وحمض النيتريك المركز ، والأكوا ريجيا.
يوجد التنتالوم بشكل رئيسي في التانتاليت ، وهو تكافلي مع النيوبيوم. التنتالوم صلب بدرجة معتدلة ، مطيل ، ويمكن سحبه إلى رقائق رقيقة من النوع الخيطي. معامل التمدد الحراري صغير جدًا.
التنتالوم له خصائص كيميائية ممتازة ومقاوم للغاية للتآكل. يمكن استخدامه لصنع أوعية التبخر ، وما إلى ذلك ، ويمكن استخدامه أيضًا كأقطاب كهربائية للأنابيب الإلكترونية ، والمعدلات ، والمكثفات الإلكتروليتية.
طبيا ، يستخدم التنتالوم لصنع صفائح رقيقة أو أسلاك رفيعة لإصلاح الأنسجة التالفة. على الرغم من أن التنتالوم مقاوم للغاية للتآكل ، إلا أن مقاومته للتآكل ترجع إلى توليد طبقة واقية مستقرة من خامس أكسيد التنتالوم (Ta2O5) على سطحه.
بالإضافة إلى هذه الخصائص ، يعتبر التنتالوم شديد المقاومة للتآكل الكيميائي ويسبب القليل من التفاعلات البيولوجية الضارة في الحالة المختزلة أو المؤكسدة. أكدت العديد من الدراسات التوافق الحيوي الممتاز للتنتالوم في مجموعة متنوعة من سياقات التطبيق ، بما في ذلك جراحة العظام. نظرًا لتوافقه الحيوي ، فقد استخدم التنتالوم على نطاق واسع في الأبحاث السريرية لأكثر من 80 عامًا.
تم استخدام التنتالوم لأول مرة في جراحة العظام في عام 1940 ، وأصبح مادة حيوية جديدة أخرى بعد التيتانيوم ، ويستخدم على نطاق واسع في المجالات ذات الصلة بالطب مثل زرع الفم ، وعلاج نخر رأس الفخذ ، ووضع دعامة الشريان التاجي ، ووضع الأطراف الاصطناعية الحقنية ، وإنتاج الخياطة الجراحية. . تؤكد كمية كبيرة من المؤلفات أن التنتالوم النقي لم يتعرض لأي ردود فعل سلبية مثل الغرسات البشرية.
كواحد من أفضل المواد المتوافقة حيوياً ، يتضح التوافق الحيوي للتنتالوم من خلال حقيقة أنه ، على عكس المواد المعدنية الطبية التقليدية ، ينمو النسيج البيولوجي على التنتالوم بعد فترة من الزرع ، تمامًا كما يحدث في العظام الحقيقية. هذا هو السبب في أن التنتالوم معروف أيضًا باسم "pro-metal".
يتمتع التنتالوم أيضًا بنشاط عظمي جيد ، وواجهة مادة العظام النشطة بيولوجيًا عبارة عن طبقة هيدروكسيباتيت بدلاً من طبقة نسيج ضام ، ويسمح النشاط العظمي الجيد والخمول البيولوجي المستقر لمعدن التنتالوم بتشكيل واجهة عظمية قوية تكامل مع العظام.
بناءً على بعض هذه الخصائص ، يتم استخدام التنتالوم في مجموعة متنوعة من التطبيقات السريرية ، مثل زرع العظام الدائم لمنع إزاحة العظام ، وسقالة مرنة لمنع تمزق الشرايين ، وإصلاح الكسور ، وطب الأسنان ، وغير ذلك.
اختيار المواد الطبية لزراعة العظام البشرية ، التطبيق المبكر للمواد هو الفولاذ المقاوم للصدأ ، سبائك النيكل والكروم ، سبائك النيكل والتيتانيوم ، آخر 2 أو 3 سنوات هي سبائك التيتانيوم TC4 العصرية ، هذه المواد تحتوي على النيكل ، الكروم ، أو الألومنيوم ، الفاناديوم والعناصر الضارة الأخرى ، وبسبب معاملته المرنة الذي يتجاوز عظم الإنسان أكثر من اللازم ، فإن تقارب المادة والجسم البشري منخفض ، وعرضة لظاهرة "العظام غير اللاصقة". الخبراء الطبيون والسوق بحاجة ماسة إلى تقارب إنساني جديد غير سام وغير خطير للمواد الجديدة لتحسين الوضع الحالي.
يتميز التنتالوم المسامي بالعديد من المزايا مثل (1) التكامل التام مع واجهة عظام المضيف: مقارنة بمعدن التيتانيوم الأكثر شيوعًا ، يعتبر التنتالوم أكثر توافقًا حيويًا ولديه قدرات اندماج عظمي أفضل. (2) الهيكل الترابيقي الإلكتروني الفريد: معامل مرونة التنتالوم أقرب إلى أنسجة العظام ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للبنية التربيقية الإلكترونية في جسم الإنسان من المعادن الأخرى. (3) تحفيز النمو السريع للعظام والأوعية الدموية في أنه يمكن أن يعزز النمو السريع لأنسجة العظام والأنسجة الوعائية في مسام التنتالوم المسامي ، كما يوفر هيكلها المسامي للغاية والداعم مساحة واسعة لنمو العظام ، وتشكيل تثبيت بيولوجي جيد ، والتي يمكن أن تحل بشكل فعال التأثير الطارد للحرارة للأسمنت العظمي والتأثير على الأنسجة المحيطة ، وهو تقدم سريري كبير.
المزايا المذكورة أعلاه تجعلها تظهر قيمة كبيرة للتطبيق السريري وقابلية التطبيق في أحجام مختلفة من غرسات العظام ، وأجزاء مختلفة من عيوب العظام.
في التطبيقات السريرية ، يمكن تطبيق طباعة التنتالوم المسامية على جميع المنتجات الترميمية الصغيرة والمتوسطة الحجم. بالنسبة للمنتجات الاصطناعية كبيرة الحجم ، مع الأخذ في الاعتبار الكثافة العالية للتنتالوم النقي ، فإن البدلة المزروعة المطبوعة ثقيلة جدًا ، ويمكن استخدام الطباعة المتدرجة متعددة المكونات ، مع استخدام التنتالوم المسامي في منطقة نمو العظام والمعادن الأخرى مثل التيتانيوم يمكن استخدام السبائك ، وهي أرخص وأخف في الجودة ، في مناطق أخرى.
من خلال البحث المستمر حول مواد التنتالوم في السنوات الأخيرة ، أثبتت نتائج العديد من التجارب السريرية أن الغرسات الجديدة المصنوعة من التنتالوم الطبي جنبًا إلى جنب مع التيتانيوم والمعادن الأخرى يمكن أن تعوض عن أوجه القصور في المواد المعدنية الأخرى من حيث التوافق الحيوي والنشاط الحيوي و الرابطة بين العظام.
يتميز معدن التنتالوم بمقاومة ممتازة للتآكل ، ويمكن لطلائه على سطح بعض المواد المعدنية الطبية أن يمنع بشكل فعال إطلاق العناصر السامة ويحسن التوافق الحيوي للمواد المعدنية. يمكن لطلاء التنتالوم أن يلبي العناصر الثلاثة لمواد التطعيم العظمي المثالية ، وهي التوصيل العظمي ، والحث العظمي ، وتكوين العظم ، مما ينتج عنه تطبيقات إكلينيكية أوسع وخيارات أكثر مرونة للمرضى.
على الرغم من أن التنتالوم المسامي مادة مثالية لزراعة العظام. ومع ذلك ، نظرًا لتنوع جسم الإنسان والتشكل العشوائي لمواقع عيوب العظام ، مثل المرضى الذين يعانون من أورام العظام وتشوهات العظام ، لم يعد التنتالوم المسامي القياسي قادرًا على تلبية متطلبات العلاج الفردي للمرضى. من منظور اتجاه تطور الطب السريري ، يجب أن تكون أفضل طريقة علاج هي العلاج الشخصي ويجب أن تكون أفضل عملية زرع هي الغرسة الشخصية.
مع نضج تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، لا يمكن تخصيص العملية التقليدية ، ويمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تقوم بالتخصيص والإنتاج بالجملة.
تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للتخصيص الدقيق والشخصي.
وعلى عكس العمليات التقليدية التي تجهز الهياكل التربيقية العظمية ذات الفتحات الثابتة ، يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد تخصيص الغرسات الداخلية ذات القدرة العالية على التكيف والتوافق النسيجي الأفضل لإصلاح عيوب الأنسجة الصلبة.
مع التطور المستمر للتكنولوجيا ، سيتم أيضًا تحسين تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وتطبيقها تدريجيًا في علاج أمراض العظام السريرية ، والتي لا يمكنها فقط تحسين تأثير العلاج ، ولكن لها أيضًا أهمية ترويجية معينة لتحسين تشخيص المرضى.
مع تطور تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والترويج الطبي للطباعة ثلاثية الأبعاد ، سيكون تطبيق التنتالوم في المجال الطبي أكثر نضجًا واتساعًا.