O tântalo é um elemento metálico, elemento correspondente aos monômeros do metal cinza-aço, extremamente resistente à corrosão, tanto no frio quanto no calor, e não reage ao ácido clorídrico, ao ácido nítrico concentrado e à água régia.
O tântalo é encontrado principalmente na tantalita, que é simbiótica com o nióbio. O tântalo é moderadamente duro, dúctil e pode ser transformado em folhas finas do tipo filamento. Seu coeficiente de expansão térmica é muito pequeno.
O tântalo possui excelentes propriedades químicas e é extremamente resistente à corrosão. Ele pode ser usado para fazer vasos de evaporação, etc., e também pode ser usado como eletrodos para tubos eletrônicos, retificadores e capacitores eletrolíticos.
Clinicamente, o tântalo é usado para fazer lâminas finas ou fios finos para consertar tecidos danificados. Embora o tântalo seja altamente resistente à corrosão, sua resistência à corrosão se deve à geração de uma película protetora estável de pentóxido de tântalo (Ta2O5) em sua superfície.
Além dessas propriedades, o tântalo é altamente resistente à corrosão química e causa poucas reações biológicas adversas no estado reduzido ou oxidado. Numerosos estudos confirmaram a excelente biocompatibilidade do tântalo em uma variedade de contextos de aplicação, incluindo cirurgia óssea. Devido à sua biocompatibilidade, o tântalo tem sido amplamente utilizado na pesquisa clínica há mais de 80 anos.
O tântalo foi usado pela primeira vez na ortopedia em 1940, tornando-se outro novo biomaterial após o titânio, e é amplamente utilizado em campos relacionados à medicina, como colocação de implantes orais, tratamento de necrose da cabeça do fêmur, colocação de stent de artéria coronária, colocação de prótese acetabular artificial e produção de sutura cirúrgica . Uma grande quantidade de literatura confirma que o tântalo puro não apresentou quaisquer reações adversas como implantes humanos.
Como um dos melhores materiais biocompatíveis, a biocompatibilidade do tântalo é demonstrada pelo fato de que, ao contrário dos materiais metálicos convencionais, o tecido biológico cresce no tântalo após um período de implantação, assim como acontece no osso real. É por isso que o tântalo também é conhecido como um “pró-metal”.
O tântalo também tem boa atividade osteológica e a interface do material ósseo biologicamente ativa é uma camada de hidroxiapatita em vez de uma camada de tecido conjuntivo, e a boa atividade osteológica e a inércia biológica estável do metal de tântalo permitem que ele forme uma forte integração da interface óssea com o osso.
Com base em algumas dessas propriedades, o tântalo é usado em uma variedade de aplicações clínicas, como implante ósseo permanente para evitar o deslocamento ósseo, uma estrutura flexível para evitar ruptura arterial, reparo de fratura, odontologia e muito mais.
Seleção de material de implante ósseo humano médico, a aplicação anterior de materiais são aço inoxidável, liga de níquel-cromo, liga de níquel-titânio, nos últimos 2 ou 3 anos é a liga de titânio TC4 da moda, esses materiais contêm níquel, cromo ou alumínio, vanádio e outros elementos prejudiciais, e devido ao seu módulo de elasticidade exceder em demasia o osso humano, a afinidade do material e do corpo humano é baixa, propensa ao fenômeno de “osso antiaderente”. Os especialistas médicos e o mercado precisam urgentemente de uma nova afinidade humana não tóxica e não perigosa por novos materiais para melhorar a situação atual.
O tântalo poroso tem muitas vantagens, como (1) Integração perfeita com a interface do osso hospedeiro: em comparação com o titânio metálico mais comumente usado, o tântalo é mais biocompatível e tem melhores capacidades de osseointegração. (2) Estrutura trabecular biônica única: o módulo de elasticidade do tântalo é mais próximo ao do tecido ósseo, tornando-o mais adequado para a estrutura trabecular biônica no corpo humano do que outros metais. (3) A indução de crescimento ósseo e vascular rápido pode promover o crescimento rápido do tecido ósseo e do tecido vascular nos poros do tântalo poroso, e sua estrutura altamente porosa e de suporte fornece amplo espaço para o crescimento ósseo, formando uma boa fixação biológica, que pode efetivamente resolver o efeito exotérmico do cimento ósseo e o impacto nos tecidos circundantes, o que é um grande progresso clínico.
As vantagens acima o fazem apresentar grande valor de aplicação clínica e aplicabilidade em diferentes tamanhos de implantes ortopédicos e diferentes partes de defeitos ósseos.
Em aplicações clínicas, a impressão de tântalo poroso pode ser aplicada a todos os produtos restauradores de pequeno e médio porte. Para produtos protéticos de grande porte, considerando a alta densidade de tântalo puro, a prótese de implante impressa é muito pesada e a impressão gradiente multicomponente pode ser usada, com tântalo poroso usado na área de crescimento ósseo e outros metais como titânio A liga, que é mais barata e de qualidade mais leve, pode ser usada em outras áreas.
Com a pesquisa contínua em materiais de tântalo nos últimos anos, os resultados de vários ensaios clínicos provaram que novos implantes feitos de tântalo médico em combinação com titânio e outros metais podem compensar as deficiências de outros materiais metálicos em termos de biocompatibilidade, bioatividade e ligação implante-osso.
O metal de tântalo tem excelente resistência à corrosão e seu revestimento na superfície de certos materiais metálicos médicos pode prevenir eficazmente a liberação de elementos tóxicos e melhorar a biocompatibilidade do material metálico. O revestimento de tântalo pode atender os três elementos do material de enxerto ósseo ideal, ou seja, osteocondução, osteoindução e osteogênese, resultando em aplicações clínicas mais amplas e escolhas mais flexíveis do paciente.
Embora o tântalo poroso seja um material ideal para implantes ortopédicos. No entanto, devido à variabilidade do corpo humano e à morfologia aleatória dos locais de defeitos ósseos, como pacientes com tumores ósseos e deformidades ósseas, o tântalo poroso padronizado não pode mais atender aos requisitos de tratamento individualizado para os pacientes. Do ponto de vista da tendência de desenvolvimento da medicina clínica, o melhor método de tratamento deve ser o tratamento personalizado e o melhor implante deve ser um implante personalizado.
Com a maturidade da tecnologia de impressão 3D, o processo tradicional não pode ser personalizado e a impressão 3D pode fazer personalização e produção em massa.
Tecnologia de impressão 3D para personalização precisa e personalizada.
E, ao contrário dos processos tradicionais que preparam estruturas trabeculares ósseas com orifícios invariáveis, a impressão 3D pode personalizar implantes internos com alta adaptabilidade e melhor histocompatibilidade para reparo de defeitos de tecidos rígidos.
Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, a tecnologia de impressão 3D também será gradualmente aprimorada e aplicada no tratamento de doenças ortopédicas clínicas, o que não só pode melhorar o efeito do tratamento, mas também tem um certo significado de promoção para melhorar o prognóstico dos pacientes.
Com o desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D e a promoção médica da impressão 3D, a aplicação de tântalo na área médica será mais madura e extensa.