Titanio poroso

Las técnicas de fabricación para el titanio poroso juegan un papel fundamental en la adaptación de la estructura y las propiedades de los implantes para cumplir con los requisitos biomédicos específicos. Se emplean varios métodos para crear estructuras porosas, que incluyen metalurgia en polvo, fusión láser selectiva (SLM), fusión del haz de electrones (EBM), impresión 3D, etc. Estas técnicas permiten un control preciso sobre el tamaño de los poros, la distribución y la arquitectura general, la resistencia mecánica de la influencia, la permeabilidad e integración biológica. La selección de un método de fabricación depende de la aplicación deseada y el equilibrio entre la integridad estructural y la funcionalidad biológica en los implantes de titanio poroso para uso médico.

Metalurgia en polvo (MP)
La técnica de metalurgia en polvo proporciona las ventajas del control preciso sobre la porosidad, la capacidad de crear geometrías complejas y mejoras mecánicas mejoradas debido a la eliminación de algunos pasos de fabricación tradicionales. Para las aleaciones de titanio poroso, PM utiliza partículas de polvo de aleaciones de Ti para crear estructuras porosas. El proceso implica la mezcla de polvo, la compactación y la sinterización para formar un andamio poroso

Método sinter
El método de sinterización es un método tradicional para preparar materiales metálicos, que está hecho de metal como materia prima en un atmósfera de vacío o protección a través del tratamiento térmico a alta temperatura. El método de sinterización también es un método de preparación común de Ti poroso. De acuerdo con los diferentes métodos para obtener la estructura de los poros, se puede dividir en el método de agente formador de poros, enredo de fibra, método de apilamiento de microesferas, proceso de alza de esponja.

Mecanizado electroquímico
El mecanizado electroquímico (ECM) es un proceso de mecanizado moderno que se basa en eliminar los átomos de la pieza de trabajo por disolución electroquímica (ECD) basado en los principios de Faraday.

Técnica de replicación de espuma
Una plantilla de sacrificio, a menudo hecha de espuma de polímero, está infiltrada con una suspensión de aleación TI. Después de la solidificación, se elimina la plantilla, dejando atrás una estructura de titanio poroso.

Moldeo por inyección de metal
El polvo de aleación de titanio se combina con un material de carpeta para crear una materia prima. Posteriormente, la materia prima se inyecta en un molde, formando una parte verde porosa, que luego se sinteriza para lograr la estructura porosa final.

Pulverización de plasma
Las partículas de aleación de titanio se derriten en una llama de plasma y se depositan en un sustrato, creando un recubrimiento poroso. Tal técnica a menudo se usa para la modificación de la superficie para mejorar la osteointegración.

Impresión 3D
Se emplean varias técnicas de impresión en 3D, como Binder Jetting o EBM, para construir estructuras de titanio poroso capa por capa, ofreciendo flexibilidad y precisión de diseño.

Lixiviación de partículas de fundición de solvente
La lixiviación de partículas de fundición de solventes es un método efectivo para crear estructuras de titanio poroso. En este proceso, el polvo de metal Ti se mezcla en una solución de polímero que consiste en un disolvente como el cloroformo y un polímero soluble como el cloruro de sodio o el polietilenglicol (PEG). La mezcla se coloca en una forma de molde deseada y luego se seca para que el polímero forma un compuesto de matriz con partículas de Ti incrustadas. El compuesto se sumerge en agua, lo que se disuelve y filra las partículas de sal o PEG. La lixiviación de partículas de polímero deja poros de tamaños controlados y distribuciones dentro de la matriz Ti. Propiedades como los porcentajes de porosidad y la interconectividad de poros se pueden adaptar ajustando la relación de partículas de polímero a titanio. Después de la lixiviación, el andamio de titanio poroso mantiene la forma del molde original. Por lo tanto, el enfoque de lixiviación de partículas de fundición al disolvente proporciona una forma simple y económica de fabricar titanio poroso con poros abiertos e interconectados adecuados para el crecimiento óseo necesario en implantes biológicos y andamios de ingeniería de tejidos.

Método de deposición
La aleación de ti y titanio son biomateriales inerte típicos. Para acortar el período de curación después de la implantación y mejorar la capacidad del implante para unirse al hueso humano, activar la superficie de la aleación porosa de Ti y titanio es un método efectivo. Los métodos de modificación de la superficie de la aleación porosa de Ti y titanio incluyen principalmente un método mecánico, método físico, método electroquímico, método químico y método bioquímico (deposición reactiva, electrodeposición, evaporación al vacío, pulverización de plasma, etc.).

Síntesis hidrotermal
Implica una reacción entre los precursores de Ti en una solución acuosa a temperaturas y presiones elevadas, formando estructuras de titanio poroso.

Fabricación de filamentos fusionados
La fabricación de filamentos fusionados (FFF) utiliza un filamento continuo de aleación Ti, que se derrite y se extruye capa por capa para crear una estructura porosa. La técnica FFF se usa comúnmente en la impresión 3D de escritorio.

El tratamiento del agua potable y las aguas residuales industriales por el método de ozono es una tecnología que se ha desarrollado rápidamente en el hogar y en el extranjero en los últimos años. Este método es: el ozono se vierte uniformemente en las aguas residuales a través de la placa porosa, y la reacción química ocurre con las aguas residuales, para lograr el propósito de desinfección, decoloración y purificación.

Por lo tanto, se requiere que la lámina porosa utilizada sea resistente a la corrosión por aguas residuales industriales y ozono, y tiene una alta porosidad y tasa de gas, un tamaño de poro distribuido uniformemente y una cierta resistencia. Algunas unidades en mi país que usan el método de ozono para tratar las aguas residuales han utilizado placas porosas de cloruro de polivinilo, placas porosas cerámicas, placas porosas de vidrio y otros materiales en el pasado, pero no pueden cumplir con los requisitos debido a la mala resistencia a la corrosión y la baja resistencia. Placas de titanio poroso Esto resuelve este gran problema.

En la actualidad, las placas de titanio poroso se han utilizado como placas de difusión de ozono en el tratamiento de la impresión de aguas residuales de películas, tratamiento de aguas residuales de colorante orgánico, tratamiento de aguas residuales de refinación de aceite, tratamiento de aguas residuales del hospital y tratamiento de aguas residuales de los motores de cohetes. En el tratamiento de la impresión de aguas residuales de películas, el uso original de placas perforadas con cloruro de polivinilo tiene una vida útil de solo 350 horas, y la vida útil se incrementa a 3 años después del reemplazo de placas de titanio porosas. En el tratamiento de ozono de las aguas residuales de la refinería de petróleo, las placas perforadas con cloruro de polivinilo se usaron originalmente, pero la tasa de absorción de ozono fue solo del 65%, lo que desperdició mucho ozono y aumentó el costo del tratamiento de aguas residuales. El uso de placas de titanio poroso aumentó la tasa de absorción de ozono al 85%. , Que mejora enormemente el efecto de procesamiento.

Además, las placas de titanio poroso también se pueden usar como varios filtros, dispositivos de ósmosis inversa y materiales médicos. En resumen, la placa de titanio poroso, un nuevo tipo de material, ahora ha mostrado su fuerte vitalidad, y se utilizará ampliamente en todos los aspectos de la vida en el futuro.