Применение тантала в медицине
Благодаря превосходной биосовместимости, коррозионной стойкости и механическим свойствам тантал широко используется в медицине, особенно в долговременных имплантируемых медицинских устройствах. Его медицинское применение сосредоточено в ортопедии, стоматологии, сердечно-сосудистой медицине и хирургии. Ниже приводится описание его конкретных категорий и характеристик:
В области ортопедических имплантатов основное применение тантала обусловлено его высокой совместимостью с костной тканью человека и пористой структурой, аналогичной трабекулярной кости. Он в основном используется для замещения костных дефектов и реконструкции суставов. По сравнению с керамикой и другими металлами, модуль упругости пористого тантала (примерно 30–40 ГПа) ближе к модулю упругости кортикальной кости человека (примерно 10–30 ГПа). Это предотвращает «эффект экранирования напряжения» (когда жёсткость имплантата приводит к потере окружающей костной ткани из-за недостаточной нагрузки), тем самым снижая риск послеоперационных переломов. В стоматологии предъявляются чрезвычайно высокие требования к биосовместимости материалов, эстетике и износостойкости. Тантал в основном используется в качестве «корневого» компонента дентальных имплантатов, заменяя естественные корни отсутствующих зубов. Тантал обладает высокой химической стабильностью, устойчив к коррозии в сложных условиях, таких как слюна ротовой полости и бактериальные метаболиты. Он также образует прочную остеоинтеграцию с альвеолярной костью, обеспечивая превосходную стабильность по сравнению с некоторыми титановыми сплавами (особенно для пациентов с неудовлетворительным состоянием альвеолярной кости).
Ранние металлические стенты (например, стенты из нержавеющей стали) были склонны к тромбозу и рестенозу. Танталовые покрытия улучшают гемосовместимость поверхности стента, уменьшают адгезию тромбоцитов и снижают риск тромбоза. Кроме того, рентгеноконтрастность тантала (видимая на рентгеновских снимках) облегчает послеоперационную визуализацию для контроля положения и проходимости стента. В настоящее время основными являются стенты с лекарственным покрытием, при этом тантал чаще используется в виде комбинации металлической основы и рентгеноконтрастного маркера, а не как одно покрытие.