Erst wenig getestet und trotzdem in China schon auf dem Vormarsch, sind Implantate aus dem hochporösen Material Tantal. Vor allem der hohe Schmelzpunkt von Tantal bereitet den Forschern für die additive Verarbeitung des seltenen Materials Probleme. Nach Angaben aus China aber konnten die Forscher diese Hürde mit einem eigenen 3D-Drucksystem überwinden und fertigen jetzt individuelle Implantate aus Tantal mit dem 3D-Drucker.
China setzt bei medizinischen Implantaten auf das poröse Tantal, wie das China Radio International (CRI) berichtet. Laut dem Wissenschaftsmagazin „Science Daily „nimmt die Entwicklung aus China damit eine weltweit führende Rolle bei der Arbeit und Forschung mit diesem Material ein. Tantal ist ein selten vorkommendes, graphitgraues, glänzendes Übergangsmetall.
3D-Druck mit Tantal
An kundenspezifischen 3D-gedruckten porösen Tantalimplantaten begann 2016 unter der Leitung des ersten Krankenhauses der Army Medical University zu forschen. 2017 gelang den Forschern die weltweit erste Knie-Revisionschirurgie mit einem 3D-gedruckten porösen Tantal-Implantat. Es gab bisher nur 27 klinische Tests mit dieser Technologie. Auch das US-Startup FossiLabs stellt mit 3D-Druckern vollständig poröse medizinische Implantate her. Die Chinesen setzen dabei auf das Material Tantal.
Bedarf an Implantaten in China hoch
In China sind bis zu 3,5 Prozent der Einwohner von Gelenkentzündungen betroffen. Die meisten davon sind zwischen 40 und 49 und 50 und 59 Jahren. Die erste Gruppe leidet jeweils zu 27% an Osteoarthritis, der Arthrose. Die ältere Gruppe schon zu 62 Prozent. Das erklärt Yang Liu, Direktor der Abteilung für Gelenkchirurgie im Krankenhaus der AMU, wie es in der oben genannten Mitteilung weiter heißt. Er geht davon aus, dass mit den maßgeschneiderten, 3D-gedruckten Implantaten die Knochendefekte rekonstruiert und reduziert werden können. Leiden und Nebenwirkungen der Patienten würden sich verringern.
Das Material Tantal
Knochenähnliche mechanische Merkmale, die beste Biokompatibilität mit hartem Gewebe und antimikrobielle Eigenschaften, zeichnen Tantal aus. Das Material mit der hochporösen Struktur eignet sich besser als andere Metalle für Implantate im menschlichen Körper. Der äußerst hohe Schmelzpunkt von 2.996 Grad Celsius ist jedoch ein Problem für den herkömmlichen 3D-Druck. Mit einer Reihe von neuartigen Technologien gelang es aber den chinesischen Forschern, das Design der kundenspezifischen porösen Tantal-Implantate, ein Produktionsverfahren von Tantal-Pulver sowie technische Anlagen für den 3D-Druck von Tantal zu entwickeln. Über die weitere, spannende Entwicklung auf diesem Gebiet berichten wir in Zukunft im 3D-grenzenlos Newsletter (hier kostenlos abonnieren).