โครงสร้างและคุณสมบัติของแทนทาลัมที่มีรูพรุนจากการพิมพ์ 3 มิติ

เนื่องจากแทนทาลัมโลหะมีความหนาแน่นสูง เมื่อใช้เป็นวัสดุปลูกฝังทางการแพทย์ แทนทาลัมโลหะมักจะถูกนำเสนอในรูปแบบของโครงสร้างที่มีรูพรุน ซึ่งไม่เพียงแต่ให้ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ยอดเยี่ยมของแทนทาลัมโลหะเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันก็ให้ ช่องทางธรรมชาติสำหรับการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อด้วยโครงสร้างรูพรุนที่อุดมไปด้วยวัสดุที่มีรูพรุน ดังนั้น งานวิจัยที่สำคัญอีกประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับแทนทาลัมที่มีรูพรุนในการพิมพ์ 3 มิติก็คือ แทนทาลัมที่มีรูพรุน อย่างไรก็ตาม นับตั้งแต่การพัฒนาโลหะที่พิมพ์แบบ 3 มิติจนถึงปัจจุบัน มีรายงานการวิจัยค่อนข้างน้อยเกี่ยวกับวัสดุแทนทาลัมที่มีรูพรุนที่พิมพ์แบบ 3 มิติ มหาวิทยาลัย Leuven ประเทศเบลเยียม ตระหนักถึงการเตรียมวัสดุแทนทาลัมที่มีรูพรุนซึ่งมีโครงสร้างรูพรุนสม่ำเสมอโดยใช้ผงแทนทาลัมโลหะทรงกลมเป็นวัตถุดิบในปี 2015 และประเมินคุณสมบัติเชิงกลอย่างครอบคลุม

ผลการทดสอบความเค้น-ความเครียดของแรงอัดแสดงให้เห็นว่ากำลังของผลผลิตอยู่ที่ 12.7 MPa s 0.6 MPa ความเค้นที่ราบสูงคือ 21.8 MPa s 0.9 MPa โมดูลัสยืดหยุ่นของแรงอัดคือ 1.22 GPa s 0.07 GPa และบริเวณที่ราบสูงของเส้นโค้งมีความเรียบและไม่มีรอยหยัก ซึ่งบ่งชี้ว่าวัสดุแทนทาลัมที่มีรูพรุนที่เตรียมโดย SLM นั้นมีความเป็นพลาสติกที่ดีเยี่ยม และโมดูลัสเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับกระดูกที่มีรูพรุนของมนุษย์ นอกจากนี้ ขีดจำกัดความล้าจากการอัดของแทนทาลัมที่มีรูพรุนคือ 7.35 MPa (10⁶ เท่า) ซึ่งแสดงถึงความต้านทานสูงต่อการโหลดแบบวน
ปัจจุบัน แทนทาลัมและแทนทาลัมที่มีรูพรุนถือเป็นวัสดุปลูกถ่ายกระดูกที่เข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีที่สุด และการใช้แทนทาลัมที่มีรูพรุนจากการพิมพ์ 3 มิติของจีนก็อยู่ในระดับแนวหน้าของโลก ในปี 2559 ภายใต้การสนับสนุนของโครงการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญของกระทรวง สถาบันวิจัยโลหะนอกกลุ่มเหล็กตะวันตกเฉียงเหนือ (NWNMRI) สถาบันวิจัยโลหะนอกกลุ่มเหล็กแห่งวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ร่วมกับโรงพยาบาล Southwest ประสบความสำเร็จในการจัดทำร่างกายเทียมแทนทาลัมที่มีรูพรุนด้วยการพิมพ์ e-beam แบบผงเฉพาะบุคคลรายแรกของโลก และประสบความสำเร็จในการใช้งานทางคลินิก ปัจจุบัน Northwest Nonferrous Metals Research Institute และบริษัทในเครือ Xi'an Sailon Metal Materials Co. ได้ตระหนักถึงความครอบคลุมของห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมด ทั้งวัตถุดิบที่เป็นผง อุปกรณ์สร้างลำอิเล็กตรอน และกระบวนการปลูกถ่ายแทนทาลัมที่มีรูพรุนทางการแพทย์