Kalça metal tozları kalça implantları ve protezleri için gelişmekte olan metal katkılı üretim teknolojilerinde kullanılan özel küresel tozları ifade eder. Bu kılavuz yaygın alaşımları, özellikleri, uygulamaları, spesifikasyonları ve tedarikçileri kapsamaktadır.
Kalça Metal Tozlarına Genel Bakış
Kalça artroplastisi tozları olarak da adlandırılan bu gelişmiş malzemeler, karmaşık geometrilere ve geleneksel implantları aşan mekanik performansa sahip hastaya özel kalça eklemi replasman bileşenlerinin 3D baskısını mümkün kılıyor.
Kalça metal tozlarının temel özellikleri şunlardır:
| Mülkler | Özellikler |
|---|---|
| Alaşımlar | Titanyum, Kobalt Krom, Paslanmaz Çelik |
| Parçacık şekli | Oldukça küresel |
| Boyut dağılımı | 15-45 mikron tipik |
| Yoğunluk | Yayılabilirlik ve paketleme için optimize edilmiştir |
| Temel nitelikler | Biyouyumlu, Yüksek mukavemetli, Korozyona dayanıklı, Kanıtlanmış in vivo performans |
| Üretim süreci | Katmanlı üretim – Bağlayıcı püskürtme, DED, PBF |
| Uygulamalar | Kalça kapları, Gövdeler, Asetabular astarlar ve kabuklar |
Kalça tozları, 3D baskılı ortopedik implantların performansını, uzun ömürlülüğünü ve biyouyumluluğunu artırmak için ilerlemeye devam ediyor.
Alaşım Çeşitleri
Yaygın kalça metal tozları şunları içerir:
| Alaşım | Kompozisyon | Mülkler |
|---|---|---|
| Titanyum Ti64 | Titanyum, Alüminyum, Vanadyum | Yüksek mukavemet-ağırlık, Biyo-etkinlik |
| Kobalt Krom | Kobalt, Krom, Molibden | Aşınma direnci, Korozyon direnci |
| Paslanmaz Çelik | Demir, Krom, Nikel, Molibden | Maliyet etkinliği, İşlenebilirlik |
Gelişen Alaşımlar
TMZF® titanyum-molibden-zirkonyum-demir gibi yeni alaşımlar, seçici lazer eritme yoluyla mekanik performansı ve kemik entegrasyon yeteneğini uyarlamaktadır.
Mekanik Özellikler
Kalça metal tozları, katkılı olarak üretildiğinde aşağıdaki ASTM spesifik özelliklerinin elde edilmesini sağlar:
| Mülkiyet | Ortak Değerler |
|---|---|
| Çekme mukavemeti | 750-1300 MPa |
| Akma dayanımı | 450-1150 MPa |
| Kopma uzaması | 8-25% |
| Sertlik | 280-550 HV |
| Yüzey pürüzlülüğü (Ra) | Kemik büyümesi için optimize edilmiştir |
Mekanik performans, AM baskı sırasında katman kalınlığı, lazer gücü, tarama hızı vb. parametrelere bağlıdır.
Uygulamalar
Kalça metal tozlarının tipik kullanım alanları:
| Bileşen | Detaylar |
|---|---|
| Kalça fincanları | Kemik entegrasyonu için yarım küre şekilli ve dokulu yüzeye sahip asetabular bileşen |
| Femoral saplar | Femur içine uzanan, kalça çanağı bileşenine sabitlenen |
| Astarlar ve Kabuklar | Astar, dış kabuğa sabitlenmiş ultra az aşınan artikülasyon yüzeyi sağlar |
Avantajlar
Özel olarak eşleştirilmiş kalça tozu bileşenleri uzun ömürlülüğü artırır ve optimize edilerek değiştirme ameliyatlarını geciktirir/önler:
- Kemik fiksasyonu ve büyümesi
- Düşük aşınma döküntüsü oluşumu
- Çimento ara yüzey zayıflıklarının giderilmesi
Teknik Özellikler
Kalça metal tozları iSO ve ASTM standartlarına göre aşağıdaki minimum özellikleri karşılamalıdır:
| Öznitelik | Spesifikasyon Sınırları |
|---|---|
| Alaşım bileşimleri | Sınıf spesifikasyonlarına göre (AMS/UNS) |
| Parçacık boyutu | 10-45 mikron |
| Görünür yoğunluk | ≥ alaşımın 'i |
| Akış hızı | 25-50 sn/50g |
| Küresellik | ≥ 0,9 tercih edilir |
Özel kalça tozları, baskı sırasında kusursuz yayılabilirlik, paketleme ve sinterleme davranışı için partikül şeklini, iç yapıyı ve yüzey kimyasını optimize ederek bunları bir adım öteye taşır.
Tedarikçiler
Kalça metal tozlarının önde gelen küresel tedarikçileri arasında şunlar yer almaktadır:
| Tedarikçi | Ortak Notlar | Fiyat Tahmini |
|---|---|---|
| AP&C | Ti64, CoCr, Çelik | 500-1500 $/kg |
| Marangoz Katkısı | Ti64, CoCrMo | 800-2000 $/kg |
| Praxair | Ti64, CoCr, SS316L | 600-1800 $/kg |
| Sandvik Osprey | Ti6AL4V ELI, CoCr ASTM F75 | 750-2500 $/kg |
Fiyatlandırma sipariş miktarlarına, toz özelliklerine ve seçilen alaşıma göre değişir. AM için özelleştirilmiş bazı kalça tozları kg başına 3000-5000+ dolara yaklaşmaktadır.
Artıları ve Eksileri
| Artıları | Eksiler |
|---|---|
| Karmaşık, özelleştirilmiş geometriler | Şu anda yüksek donanım maliyetleri |
| Optimize edilmiş mekanik özellikler | Sınırlı uzun dönem klinik veri |
| Yeni gözenekli yapılara olanak sağlar | Yeni ortaya çıkan seçeneklerin kısıtlı ödeyici kapsamı |
| Başarısız implantların revizyonunu kolaylaştırır | Gerekli işlem sonrası adımlar |
| Cerrahi lojistiği kolaylaştırır | Geri ödeme yollarına ilişkin belirsizlik |
Önemli Çıkarımlar
- Önde gelen metal üreticileri artık bağlayıcı püskürtme ve lazer tabanlı baskı için optimize edilmiş kalça tozları sunuyor
- Yeni alaşımlar ve mimariler geleneksel implantlara göre performansı yükseltiyor
- Güvenlik ve etkinlik konusunda klinik kanıtlar oluşmaya devam ediyor
SSS
S: Bugün kaç ortopedik implantta metal 3D baskı kullanılıyor?
C: Kalça, diz ve omurga implantları gibi tüm ortopedik cihazların tahmini %4-5'i şu anda birinci sınıf metal tozlarından katkılı olarak üretilmektedir. Ancak benimsenmenin katlanarak artması bekleniyor.
S: Metal korozyonu veya basılı implantlardan kaynaklanan iyonlarla ilgili endişeler var mı?
C: Tüm metal implantlar korozyon ve döküntü potansiyeline sahiptir, ancak alaşımlar, üretim kontrolleri ve yüzey işlemlerindeki gelişmeler artık geleneksel döküm/dövme bazlı implantlarla karşılaştırılabilir olacak şekilde riskleri en aza indirmektedir.
S: Pandemi, metal baskılı seçenekler de dahil olmak üzere eklem replasmanı prosedürlerine erişimi nasıl kesintiye uğrattı?
C: “elektif” prosedürlerin geçici olarak askıya alınması kalça ve diz replasmanlarını önemli ölçüde kısıtladı. Ancak erişim, 3D baskılı yaklaşımların faydaları konusunda artan cerrah farkındalığıyla birlikte toparlanıyor.
S: 3D baskılı implantlar geleneksel kalça protezlerine kıyasla maliyetleri azaltacak mı?
C: Şu anda basılı implantlar, jenerik implantlara göre fiyat primleri taşımaktadır, ancak klinik performans faydaları göz önüne alındığında değere dayalı fiyatlandırmayı mümkün kılmaktadır. Daha fazla benimsenme ile üretim ölçeği ekonomileri maliyet etkinliğini artırabilir.
