Pós metálicos de quadril referem-se a pós esféricos especializados usados em tecnologias emergentes de fabricação de aditivos metálicos para implantes e próteses de quadril. Este guia abrange ligas comuns, propriedades, aplicações, especificações e fornecedores.
Visão geral dos pós metálicos para quadril
Também chamados de pós para artroplastia de quadril, esses materiais avançados permitem a impressão em 3D de componentes de substituição da articulação do quadril específicos para o paciente, com geometrias complexas e desempenho mecânico que superam os implantes tradicionais.
As principais características dos pós metálicos para quadril incluem:
| Propriedades | Características |
|---|---|
| Ligas metálicas | Titânio, cromo cobalto, aço inoxidável |
| Forma da partícula | Altamente esférico |
| Distribuição de tamanho | 15-45 mícrons típicos |
| Densidade | Otimizado para espalhar e embalar |
| Principais atributos | Biocompatível, alta resistência, resistente à corrosão, desempenho in vivo comprovado |
| Processo de fabricação | Manufatura aditiva - jateamento de aglutinante, DED, PBF |
| Formulários | Copos de quadril, hastes, revestimentos e conchas acetabulares |
Os pós para quadril continuam avançando para elevar o desempenho, a longevidade e a biocompatibilidade dos implantes ortopédicos impressos em 3D.
Tipos de liga
Os pós metálicos comuns para quadris incluem:
| Liga metálica | Composição | Propriedades |
|---|---|---|
| Titânio Ti64 | Titânio, alumínio, vanádio | Alta resistência em relação ao peso, bio-inércia |
| Cromo Cobalto | Cobalto, cromo, molibdênio | Resistência ao desgaste, resistência à corrosão |
| Aço inoxidável | Ferro, cromo, níquel, molibdênio | Custo-benefício, capacidade de processamento |
Ligas emergentes
Novas ligas, como a TMZF® titânio-molibdênio-zircônio-ferro, adaptam o desempenho mecânico e a capacidade de integração óssea por meio da fusão seletiva a laser.
Propriedades mecânicas
Os pós metálicos Hip permitem atingir as seguintes propriedades de especificação ASTM quando fabricados de forma aditiva:
| Propriedade | Valores comuns |
|---|---|
| Resistência à tração | 750-1300 MPa |
| Resistência ao escoamento | 450-1150 MPa |
| Alongamento na ruptura | 8-25% |
| Dureza | 280-550 HV |
| Rugosidade da superfície (Ra) | Otimizado para o crescimento ósseo |
O desempenho mecânico depende de parâmetros como espessura da camada, potência do laser, velocidade de varredura etc. durante a impressão AM.
Formulários
Os usos típicos dos pós metálicos de quadril abrangem:
| Componente | Detalhes |
|---|---|
| Copos de quadril | Componente acetabular com formato hemisférico e superfície texturizada para integração óssea |
| Hastes femorais | Estendendo-se para o fêmur, fixado ao componente do copo do quadril |
| Forros e conchas | O forro oferece uma superfície de articulação de desgaste ultrabaixo, fixada no revestimento externo |
Benefícios
Os componentes de pó de quadril personalizados aumentam a longevidade e retardam/previnem as cirurgias de substituição via otimização:
- Fixação e crescimento ósseo
- Baixa geração de detritos de desgaste
- Eliminação dos pontos fracos da interface do cimento
Especificações
Pós metálicos de quadril deve atender às seguintes especificações mínimas de acordo com as normas ISO e ASTM:
| Atributo | Limites de especificação |
|---|---|
| Composições de ligas | De acordo com as especificações de grau (AMS/UNS) |
| Tamanho da partícula | 10-45 mícrons |
| Densidade aparente | ≥ 80% de liga metálica |
| Taxa de fluxo | 25-50 s/50g |
| Esfericidade | ≥ 0,9 preferido |
Os pós de quadril especializados levam isso um passo adiante, otimizando o formato da partícula, a estrutura interna e a química da superfície para uma espalhabilidade, empacotamento e comportamento de sinterização perfeitos durante a impressão.
Fornecedores
Os principais fornecedores globais de pós metálicos para quadris incluem:
| Fornecedor | Notas comuns | Estimativa de preço |
|---|---|---|
| AP&C | Ti64, CoCr, Aço | $500-1500/kg |
| Aditivo Carpenter | Ti64, CoCrMo | $800-2000/kg |
| Praxair | Ti64, CoCr, SS316L | $600-1800/kg |
| Sandvik Osprey | Ti6AL4V ELI, CoCr ASTM F75 | $750-2500/kg |
O preço varia de acordo com as quantidades do pedido, a especificação do pó e a liga selecionada. Alguns pós de quadril personalizados para AM chegam a $3000-5000+ por kg.
Prós e contras
| Prós | Contras |
|---|---|
| Geometrias complexas e personalizadas | Custos de hardware atualmente altos |
| Propriedades mecânicas otimizadas | Dados clínicos de longo prazo limitados |
| Possibilita novas estruturas porosas | Cobertura restrita de pagadores para opções emergentes |
| Simplifica as revisões de implantes com falha | Etapas de pós-processamento necessárias |
| Agiliza a logística cirúrgica | Incerteza em relação às vias de reembolso |
Principais conclusões
- Os principais fabricantes de metais agora oferecem pós de quadril otimizados para jato de aglutinante e impressão a laser
- Novas ligas e arquiteturas elevam o desempenho em relação aos implantes tradicionais
- As evidências clínicas continuam a se desenvolver em relação à segurança e à eficácia
perguntas frequentes
P: Quantos implantes ortopédicos usam impressão 3D de metal atualmente?
R: Estima-se que 4-5% de todos os dispositivos ortopédicos, como implantes de quadril, joelho e coluna vertebral, sejam atualmente fabricados de forma aditiva a partir de pós metálicos premium. Mas espera-se que a adoção aumente exponencialmente.
P: Há alguma preocupação com relação à corrosão de metais ou íons dos implantes impressos?
R: Todos os implantes metálicos têm potencial para corrosão e detritos, mas os avanços em ligas, controles de fabricação e tratamentos de superfície agora minimizam os riscos para que sejam comparáveis aos implantes convencionais baseados em fundição/forjamento.
P: Como a pandemia interrompeu o acesso a procedimentos de substituição de articulações, incluindo opções impressas em metal?
R: As suspensões temporárias de procedimentos "eletivos" restringiram significativamente as substituições de quadril e joelho. Mas o acesso está se recuperando junto com a crescente conscientização dos cirurgiões sobre os benefícios das abordagens impressas em 3D.
P: Os implantes impressos em 3D reduzirão os custos em comparação com as próteses de quadril tradicionais?
R: Atualmente, os implantes impressos têm preços mais altos do que os implantes genéricos, mas permitem preços baseados em valor devido aos benefícios do desempenho clínico. Com uma maior adoção, as economias de escala de fabricação podem aumentar a relação custo-benefício.